test/bntest.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2021 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9 #include <assert.h>
  10 #include <errno.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <string.h>
  13 #ifdef __TANDEM
  14 # include <strings.h> /* strcasecmp */
  15 #endif
  16 #include <ctype.h>
  17
  18 #include <openssl/bn.h>
  19 #include <openssl/crypto.h>
  20 #include <openssl/err.h>
  21 #include <openssl/rand.h>
  22 #include "internal/nelem.h"
  23 #include "internal/numbers.h"
  24 #include "testutil.h"
  25
  26 #ifdef OPENSSL_SYS_WINDOWS
  27 # define strcasecmp _stricmp
  28 #endif
  29
  30 /*
  31  * Things in boring, not in openssl.
  32  */
  33 #define HAVE_BN_PADDED 0
  34 #define HAVE_BN_SQRT 0
  35
  36 typedef struct filetest_st {
  37     const char *name;
  38     int (*func)(STANZA *s);
  39 } FILETEST;
  40
  41 typedef struct mpitest_st {
  42     const char *base10;
  43     const char *mpi;
  44     size_t mpi_len;
  45 } MPITEST;
  46
  47 static const int NUM0 = 100;           /* number of tests */
  48 static const int NUM1 = 50;            /* additional tests for some functions */
  49 static BN_CTX *ctx;
  50
  51 /*
  52  * Polynomial coefficients used in GFM tests.
  53  */
  54 #ifndef OPENSSL_NO_EC2M
  55 static int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
  56 static int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
  57 #endif
  58
  59 /*
  60  * Look for |key| in the stanza and return it or NULL if not found.
  61  */
  62 static const char *findattr(STANZA *s, const char *key)
  63 {
  64     int i = s->numpairs;
  65     PAIR *pp = s->pairs;
  66
  67     for ( ; --i >= 0; pp++)
  68         if (strcasecmp(pp->key, key) == 0)
  69             return pp->value;
  70     return NULL;
  71 }
  72
  73 /*
  74  * Parse BIGNUM from sparse hex-strings, return |BN_hex2bn| result.
  75  */
  76 static int parse_bigBN(BIGNUM **out, const char *bn_strings[])
  77 {
  78     char *bigstring = glue_strings(bn_strings, NULL);
  79     int ret = BN_hex2bn(out, bigstring);
  80
  81     OPENSSL_free(bigstring);
  82     return ret;
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Parse BIGNUM, return number of bytes parsed.
  87  */
  88 static int parseBN(BIGNUM **out, const char *in)
  89 {
  90     *out = NULL;
  91     return BN_hex2bn(out, in);
  92 }
  93
  94 static int parsedecBN(BIGNUM **out, const char *in)
  95 {
  96     *out = NULL;
  97     return BN_dec2bn(out, in);
  98 }
  99
 100 static BIGNUM *getBN(STANZA *s, const char *attribute)
 101 {
 102     const char *hex;
 103     BIGNUM *ret = NULL;
 104
 105     if ((hex = findattr(s, attribute)) == NULL) {
 106         TEST_error("%s:%d: Can't find %s", s->test_file, s->start, attribute);
 107         return NULL;
 108     }
 109
 110     if (parseBN(&ret, hex) != (int)strlen(hex)) {
 111         TEST_error("Could not decode '%s'", hex);
 112         return NULL;
 113     }
 114     return ret;
 115 }
 116
 117 static int getint(STANZA *s, int *out, const char *attribute)
 118 {
 119     BIGNUM *ret;
 120     BN_ULONG word;
 121     int st = 0;
 122
 123     if (!TEST_ptr(ret = getBN(s, attribute))
 124             || !TEST_ulong_le(word = BN_get_word(ret), INT_MAX))
 125         goto err;
 126
 127     *out = (int)word;
 128     st = 1;
 129  err:
 130     BN_free(ret);
 131     return st;
 132 }
 133
 134 static int equalBN(const char *op, const BIGNUM *expected, const BIGNUM *actual)
 135 {
 136     if (BN_cmp(expected, actual) == 0)
 137         return 1;
 138
 139     TEST_error("unexpected %s value", op);
 140     TEST_BN_eq(expected, actual);
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Return a "random" flag for if a BN should be negated.
 146  */
 147 static int rand_neg(void)
 148 {
 149     static unsigned int neg = 0;
 150     static int sign[8] = { 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1 };
 151
 152     return sign[(neg++) % 8];
 153 }
 154
 155 static int test_swap(void)
 156 {
 157     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *c = NULL, *d = NULL;
 158     int top, cond, st = 0;
 159
 160     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 161             || !TEST_ptr(b = BN_new())
 162             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 163             || !TEST_ptr(d = BN_new()))
 164         goto err;
 165
 166     if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(a, 1024, 1, 0))
 167             && TEST_true(BN_bntest_rand(b, 1024, 1, 0))
 168             && TEST_ptr(BN_copy(c, a))
 169             && TEST_ptr(BN_copy(d, b))))
 170         goto err;
 171     top = BN_num_bits(a) / BN_BITS2;
 172
 173     /* regular swap */
 174     BN_swap(a, b);
 175     if (!equalBN("swap", a, d)
 176             || !equalBN("swap", b, c))
 177         goto err;
 178
 179     /* conditional swap: true */
 180     cond = 1;
 181     BN_consttime_swap(cond, a, b, top);
 182     if (!equalBN("cswap true", a, c)
 183             || !equalBN("cswap true", b, d))
 184         goto err;
 185
 186     /* conditional swap: false */
 187     cond = 0;
 188     BN_consttime_swap(cond, a, b, top);
 189     if (!equalBN("cswap false", a, c)
 190             || !equalBN("cswap false", b, d))
 191         goto err;
 192
 193     /* same tests but checking flag swap */
 194     BN_set_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME);
 195
 196     BN_swap(a, b);
 197     if (!equalBN("swap, flags", a, d)
 198             || !equalBN("swap, flags", b, c)
 199             || !TEST_true(BN_get_flags(b, BN_FLG_CONSTTIME))
 200             || !TEST_false(BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME)))
 201         goto err;
 202
 203     cond = 1;
 204     BN_consttime_swap(cond, a, b, top);
 205     if (!equalBN("cswap true, flags", a, c)
 206             || !equalBN("cswap true, flags", b, d)
 207             || !TEST_true(BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME))
 208             || !TEST_false(BN_get_flags(b, BN_FLG_CONSTTIME)))
 209         goto err;
 210
 211     cond = 0;
 212     BN_consttime_swap(cond, a, b, top);
 213     if (!equalBN("cswap false, flags", a, c)
 214             || !equalBN("cswap false, flags", b, d)
 215             || !TEST_true(BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME))
 216             || !TEST_false(BN_get_flags(b, BN_FLG_CONSTTIME)))
 217         goto err;
 218
 219     st = 1;
 220  err:
 221     BN_free(a);
 222     BN_free(b);
 223     BN_free(c);
 224     BN_free(d);
 225     return st;
 226 }
 227
 228 static int test_sub(void)
 229 {
 230     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *c = NULL;
 231     int i, st = 0;
 232
 233     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 234             || !TEST_ptr(b = BN_new())
 235             || !TEST_ptr(c = BN_new()))
 236         goto err;
 237
 238     for (i = 0; i < NUM0 + NUM1; i++) {
 239         if (i < NUM1) {
 240             if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0)))
 241                     && TEST_ptr(BN_copy(b, a))
 242                     && TEST_int_ne(BN_set_bit(a, i), 0)
 243                     && TEST_true(BN_add_word(b, i)))
 244                 goto err;
 245         } else {
 246             if (!TEST_true(BN_bntest_rand(b, 400 + i - NUM1, 0, 0)))
 247                 goto err;
 248             BN_set_negative(a, rand_neg());
 249             BN_set_negative(b, rand_neg());
 250         }
 251         if (!(TEST_true(BN_sub(c, a, b))
 252                 && TEST_true(BN_add(c, c, b))
 253                 && TEST_true(BN_sub(c, c, a))
 254                 && TEST_BN_eq_zero(c)))
 255             goto err;
 256     }
 257     st = 1;
 258  err:
 259     BN_free(a);
 260     BN_free(b);
 261     BN_free(c);
 262     return st;
 263 }
 264
 265 static int test_div_recip(void)
 266 {
 267     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *c = NULL, *d = NULL, *e = NULL;
 268     BN_RECP_CTX *recp = NULL;
 269     int st = 0, i;
 270
 271     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 272             || !TEST_ptr(b = BN_new())
 273             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 274             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 275             || !TEST_ptr(e = BN_new())
 276             || !TEST_ptr(recp = BN_RECP_CTX_new()))
 277         goto err;
 278
 279     for (i = 0; i < NUM0 + NUM1; i++) {
 280         if (i < NUM1) {
 281             if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(a, 400, 0, 0))
 282                     && TEST_ptr(BN_copy(b, a))
 283                     && TEST_true(BN_lshift(a, a, i))
 284                     && TEST_true(BN_add_word(a, i))))
 285                 goto err;
 286         } else {
 287             if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(b, 50 + 3 * (i - NUM1), 0, 0))))
 288                 goto err;
 289         }
 290         BN_set_negative(a, rand_neg());
 291         BN_set_negative(b, rand_neg());
 292         if (!(TEST_true(BN_RECP_CTX_set(recp, b, ctx))
 293                 && TEST_true(BN_div_recp(d, c, a, recp, ctx))
 294                 && TEST_true(BN_mul(e, d, b, ctx))
 295                 && TEST_true(BN_add(d, e, c))
 296                 && TEST_true(BN_sub(d, d, a))
 297                 && TEST_BN_eq_zero(d)))
 298             goto err;
 299     }
 300     st = 1;
 301  err:
 302     BN_free(a);
 303     BN_free(b);
 304     BN_free(c);
 305     BN_free(d);
 306     BN_free(e);
 307     BN_RECP_CTX_free(recp);
 308     return st;
 309 }
 310
 311 static int test_mod(void)
 312 {
 313     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *c = NULL, *d = NULL, *e = NULL;
 314     int st = 0, i;
 315
 316     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 317             || !TEST_ptr(b = BN_new())
 318             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 319             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 320             || !TEST_ptr(e = BN_new()))
 321         goto err;
 322
 323     if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0))))
 324         goto err;
 325     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 326         if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(b, 450 + i * 10, 0, 0))))
 327             goto err;
 328         BN_set_negative(a, rand_neg());
 329         BN_set_negative(b, rand_neg());
 330         if (!(TEST_true(BN_mod(c, a, b, ctx))
 331                 && TEST_true(BN_div(d, e, a, b, ctx))
 332                 && TEST_true(BN_sub(e, e, c))
 333                 && TEST_BN_eq_zero(e)))
 334             goto err;
 335     }
 336     st = 1;
 337  err:
 338     BN_free(a);
 339     BN_free(b);
 340     BN_free(c);
 341     BN_free(d);
 342     BN_free(e);
 343     return st;
 344 }
 345
 346 static const char *bn1strings[] = {
 347     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 348     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 349     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 350     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 351     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 352     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 353     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 354     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000000000FFFFFFFF00",
 355     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 356     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 357     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 358     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 359     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 360     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 361     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 362     "00000000000000000000000000000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFF",
 363     NULL
 364 };
 365
 366 static const char *bn2strings[] = {
 367     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 368     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 369     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 370     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 371     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 372     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 373     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 374     "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000000000FFFFFFFF0000000000",
 375     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 376     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 377     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 378     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 379     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 380     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 381     "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
 382     "000000000000000000000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFF00000000",
 383     NULL
 384 };
 385
 386 /*
 387  * Test constant-time modular exponentiation with 1024-bit inputs, which on
 388  * x86_64 cause a different code branch to be taken.
 389  */
 390 static int test_modexp_mont5(void)
 391 {
 392     BIGNUM *a = NULL, *p = NULL, *m = NULL, *d = NULL, *e = NULL;
 393     BIGNUM *b = NULL, *n = NULL, *c = NULL;
 394     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
 395     int st = 0;
 396
 397     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 398             || !TEST_ptr(p = BN_new())
 399             || !TEST_ptr(m = BN_new())
 400             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 401             || !TEST_ptr(e = BN_new())
 402             || !TEST_ptr(b = BN_new())
 403             || !TEST_ptr(n = BN_new())
 404             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 405             || !TEST_ptr(mont = BN_MONT_CTX_new()))
 406         goto err;
 407
 408     /* must be odd for montgomery */
 409     if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(m, 1024, 0, 1))
 410             /* Zero exponent */
 411             && TEST_true(BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0))))
 412         goto err;
 413     BN_zero(p);
 414
 415     if (!TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(d, a, p, m, ctx, NULL)))
 416         goto err;
 417     if (!TEST_BN_eq_one(d))
 418         goto err;
 419
 420     /* Regression test for carry bug in mulx4x_mont */
 421     if (!(TEST_true(BN_hex2bn(&a,
 422         "7878787878787878787878787878787878787878787878787878787878787878"
 423         "7878787878787878787878787878787878787878787878787878787878787878"
 424         "7878787878787878787878787878787878787878787878787878787878787878"
 425         "7878787878787878787878787878787878787878787878787878787878787878"))
 426         && TEST_true(BN_hex2bn(&b,
 427         "095D72C08C097BA488C5E439C655A192EAFB6380073D8C2664668EDDB4060744"
 428         "E16E57FB4EDB9AE10A0CEFCDC28A894F689A128379DB279D48A2E20849D68593"
 429         "9B7803BCF46CEBF5C533FB0DD35B080593DE5472E3FE5DB951B8BFF9B4CB8F03"
 430         "9CC638A5EE8CDD703719F8000E6A9F63BEED5F2FCD52FF293EA05A251BB4AB81"))
 431         && TEST_true(BN_hex2bn(&n,
 432         "D78AF684E71DB0C39CFF4E64FB9DB567132CB9C50CC98009FEB820B26F2DED9B"
 433         "91B9B5E2B83AE0AE4EB4E0523CA726BFBE969B89FD754F674CE99118C3F2D1C5"
 434         "D81FDC7C54E02B60262B241D53C040E99E45826ECA37A804668E690E1AFC1CA4"
 435         "2C9A15D84D4954425F0B7642FC0BD9D7B24E2618D2DCC9B729D944BADACFDDAF"))))
 436         goto err;
 437
 438     if (!(TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, n, ctx))
 439             && TEST_true(BN_mod_mul_montgomery(c, a, b, mont, ctx))
 440             && TEST_true(BN_mod_mul_montgomery(d, b, a, mont, ctx))
 441             && TEST_BN_eq(c, d)))
 442         goto err;
 443
 444     /* Regression test for carry bug in sqr[x]8x_mont */
 445     if (!(TEST_true(parse_bigBN(&n, bn1strings))
 446             && TEST_true(parse_bigBN(&a, bn2strings))))
 447         goto err;
 448     BN_free(b);
 449     if (!(TEST_ptr(b = BN_dup(a))
 450             && TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, n, ctx))
 451             && TEST_true(BN_mod_mul_montgomery(c, a, a, mont, ctx))
 452             && TEST_true(BN_mod_mul_montgomery(d, a, b, mont, ctx))
 453             && TEST_BN_eq(c, d)))
 454         goto err;
 455
 456     /* Regression test for carry bug in bn_sqrx8x_internal */
 457     {
 458         static const char *ahex[] = {
 459                       "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 460             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 461             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 462             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 463             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF8FFEADBCFC4DAE7FFF908E92820306B",
 464             "9544D954000000006C0000000000000000000000000000000000000000000000",
 465             "00000000000000000000FF030202FFFFF8FFEBDBCFC4DAE7FFF908E92820306B",
 466             "9544D954000000006C000000FF0302030000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 467             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF01FC00FF02FFFFFFFF",
 468             "00FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00FCFD",
 469             "FCFFFFFFFFFF000000000000000000FF0302030000000000FFFFFFFFFFFFFFFF",
 470             "FF00FCFDFDFF030202FF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFF00FCFDFCFFFFFFFFFF",
 471             NULL
 472         };
 473         static const char *nhex[] = {
 474                       "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 475             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 476             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 477             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 478             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF8F8F8F8000000",
 479             "00000010000000006C0000000000000000000000000000000000000000000000",
 480             "00000000000000000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFF8F8F8F8000000",
 481             "00000010000000006C000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 482             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 483             "00FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 484             "FFFFFFFFFFFF000000000000000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFF",
 485             "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 486             NULL
 487         };
 488
 489         if (!(TEST_true(parse_bigBN(&a, ahex))
 490                 && TEST_true(parse_bigBN(&n, nhex))))
 491             goto err;
 492     }
 493     BN_free(b);
 494     if (!(TEST_ptr(b = BN_dup(a))
 495             && TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, n, ctx))))
 496         goto err;
 497
 498     if (!TEST_true(BN_mod_mul_montgomery(c, a, a, mont, ctx))
 499             || !TEST_true(BN_mod_mul_montgomery(d, a, b, mont, ctx))
 500             || !TEST_BN_eq(c, d))
 501         goto err;
 502
 503     /* Regression test for bug in BN_from_montgomery_word */
 504     if (!(TEST_true(BN_hex2bn(&a,
 505         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 506         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 507         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"))
 508          && TEST_true(BN_hex2bn(&n,
 509         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 510         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"))
 511         && TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, n, ctx))
 512         && TEST_false(BN_mod_mul_montgomery(d, a, a, mont, ctx))))
 513         goto err;
 514
 515     /* Regression test for bug in rsaz_1024_mul_avx2 */
 516     if (!(TEST_true(BN_hex2bn(&a,
 517         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 518         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 519         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 520         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF2020202020DF"))
 521         && TEST_true(BN_hex2bn(&b,
 522         "2020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020"
 523         "2020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020"
 524         "20202020202020FF202020202020202020202020202020202020202020202020"
 525         "2020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020"))
 526         && TEST_true(BN_hex2bn(&n,
 527         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 528         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 529         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 530         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF2020202020FF"))
 531         && TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, n, ctx))
 532         && TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(c, a, b, n, ctx, mont))
 533         && TEST_true(BN_mod_exp_mont(d, a, b, n, ctx, mont))
 534         && TEST_BN_eq(c, d)))
 535         goto err;
 536
 537     /*
 538      * rsaz_1024_mul_avx2 expects fully-reduced inputs.
 539      * BN_mod_exp_mont_consttime should reduce the input first.
 540      */
 541     if (!(TEST_true(BN_hex2bn(&a,
 542         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 543         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 544         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 545         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF2020202020DF"))
 546         && TEST_true(BN_hex2bn(&b,
 547         "1FA53F26F8811C58BE0357897AA5E165693230BC9DF5F01DFA6A2D59229EC69D"
 548         "9DE6A89C36E3B6957B22D6FAAD5A3C73AE587B710DBE92E83D3A9A3339A085CB"
 549         "B58F508CA4F837924BB52CC1698B7FDC2FD74362456A595A5B58E38E38E38E38"
 550         "E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E38E"))
 551         && TEST_true(BN_hex2bn(&n,
 552         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 553         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 554         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 555         "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF2020202020DF"))
 556         && TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, n, ctx))
 557         && TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(c, a, b, n, ctx, mont))))
 558         goto err;
 559     BN_zero(d);
 560     if (!TEST_BN_eq(c, d))
 561         goto err;
 562
 563     /* Zero input */
 564     if (!TEST_true(BN_bntest_rand(p, 1024, 0, 0)))
 565         goto err;
 566     BN_zero(a);
 567     if (!TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(d, a, p, m, ctx, NULL))
 568             || !TEST_BN_eq_zero(d))
 569         goto err;
 570
 571     /*
 572      * Craft an input whose Montgomery representation is 1, i.e., shorter
 573      * than the modulus m, in order to test the const time precomputation
 574      * scattering/gathering.
 575      */
 576     if (!(TEST_true(BN_one(a))
 577             && TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, m, ctx))))
 578         goto err;
 579     if (!TEST_true(BN_from_montgomery(e, a, mont, ctx))
 580             || !TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(d, e, p, m, ctx, NULL))
 581             || !TEST_true(BN_mod_exp_simple(a, e, p, m, ctx))
 582             || !TEST_BN_eq(a, d))
 583         goto err;
 584
 585     /* Finally, some regular test vectors. */
 586     if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(e, 1024, 0, 0))
 587             && TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(d, e, p, m, ctx, NULL))
 588             && TEST_true(BN_mod_exp_simple(a, e, p, m, ctx))
 589             && TEST_BN_eq(a, d)))
 590         goto err;
 591
 592     st = 1;
 593
 594  err:
 595     BN_MONT_CTX_free(mont);
 596     BN_free(a);
 597     BN_free(p);
 598     BN_free(m);
 599     BN_free(d);
 600     BN_free(e);
 601     BN_free(b);
 602     BN_free(n);
 603     BN_free(c);
 604     return st;
 605 }
 606
 607 #ifndef OPENSSL_NO_EC2M
 608 static int test_gf2m_add(void)
 609 {
 610     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *c = NULL;
 611     int i, st = 0;
 612
 613     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 614             || !TEST_ptr(b = BN_new())
 615             || !TEST_ptr(c = BN_new()))
 616         goto err;
 617
 618     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 619         if (!(TEST_true(BN_rand(a, 512, 0, 0))
 620                 && TEST_ptr(BN_copy(b, BN_value_one()))))
 621             goto err;
 622         BN_set_negative(a, rand_neg());
 623         BN_set_negative(b, rand_neg());
 624         if (!(TEST_true(BN_GF2m_add(c, a, b))
 625                 /* Test that two added values have the correct parity. */
 626                 && TEST_false((BN_is_odd(a) && BN_is_odd(c))
 627                         || (!BN_is_odd(a) && !BN_is_odd(c)))))
 628             goto err;
 629         if (!(TEST_true(BN_GF2m_add(c, c, c))
 630                 /* Test that c + c = 0. */
 631                 && TEST_BN_eq_zero(c)))
 632             goto err;
 633     }
 634     st = 1;
 635  err:
 636     BN_free(a);
 637     BN_free(b);
 638     BN_free(c);
 639     return st;
 640 }
 641
 642 static int test_gf2m_mod(void)
 643 {
 644     BIGNUM *a = NULL, *b[2] = {NULL,NULL}, *c = NULL, *d = NULL, *e = NULL;
 645     int i, j, st = 0;
 646
 647     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 648             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 649             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 650             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 651             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 652             || !TEST_ptr(e = BN_new()))
 653         goto err;
 654
 655     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 656             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 657         goto err;
 658
 659     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 660         if (!TEST_true(BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0)))
 661             goto err;
 662         for (j = 0; j < 2; j++) {
 663             if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod(c, a, b[j]))
 664                     && TEST_true(BN_GF2m_add(d, a, c))
 665                     && TEST_true(BN_GF2m_mod(e, d, b[j]))
 666                     /* Test that a + (a mod p) mod p == 0. */
 667                     && TEST_BN_eq_zero(e)))
 668                 goto err;
 669         }
 670     }
 671     st = 1;
 672  err:
 673     BN_free(a);
 674     BN_free(b[0]);
 675     BN_free(b[1]);
 676     BN_free(c);
 677     BN_free(d);
 678     BN_free(e);
 679     return st;
 680 }
 681
 682 static int test_gf2m_mul(void)
 683 {
 684     BIGNUM *a, *b[2] = {NULL, NULL}, *c = NULL, *d = NULL;
 685     BIGNUM *e = NULL, *f = NULL, *g = NULL, *h = NULL;
 686     int i, j, st = 0;
 687
 688     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 689             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 690             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 691             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 692             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 693             || !TEST_ptr(e = BN_new())
 694             || !TEST_ptr(f = BN_new())
 695             || !TEST_ptr(g = BN_new())
 696             || !TEST_ptr(h = BN_new()))
 697         goto err;
 698
 699     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 700             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 701         goto err;
 702
 703     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 704         if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0))
 705                 && TEST_true(BN_bntest_rand(c, 1024, 0, 0))
 706                 && TEST_true(BN_bntest_rand(d, 1024, 0, 0))))
 707             goto err;
 708         for (j = 0; j < 2; j++) {
 709             if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod_mul(e, a, c, b[j], ctx))
 710                     && TEST_true(BN_GF2m_add(f, a, d))
 711                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_mul(g, f, c, b[j], ctx))
 712                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_mul(h, d, c, b[j], ctx))
 713                     && TEST_true(BN_GF2m_add(f, e, g))
 714                     && TEST_true(BN_GF2m_add(f, f, h))
 715                     /* Test that (a+d)*c = a*c + d*c. */
 716                     && TEST_BN_eq_zero(f)))
 717                 goto err;
 718         }
 719     }
 720     st = 1;
 721
 722  err:
 723     BN_free(a);
 724     BN_free(b[0]);
 725     BN_free(b[1]);
 726     BN_free(c);
 727     BN_free(d);
 728     BN_free(e);
 729     BN_free(f);
 730     BN_free(g);
 731     BN_free(h);
 732     return st;
 733 }
 734
 735 static int test_gf2m_sqr(void)
 736 {
 737     BIGNUM *a = NULL, *b[2] = {NULL,NULL}, *c = NULL, *d = NULL;
 738     int i, j, st = 0;
 739
 740     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 741             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 742             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 743             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 744             || !TEST_ptr(d = BN_new()))
 745         goto err;
 746
 747     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 748             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 749         goto err;
 750
 751     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 752         if (!TEST_true(BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0)))
 753                 goto err;
 754         for (j = 0; j < 2; j++) {
 755             if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod_sqr(c, a, b[j], ctx))
 756                     && TEST_true(BN_copy(d, a))
 757                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_mul(d, a, d, b[j], ctx))
 758                     && TEST_true(BN_GF2m_add(d, c, d))
 759                     /* Test that a*a = a^2. */
 760                     && TEST_BN_eq_zero(d)))
 761                 goto err;
 762         }
 763     }
 764     st = 1;
 765  err:
 766     BN_free(a);
 767     BN_free(b[0]);
 768     BN_free(b[1]);
 769     BN_free(c);
 770     BN_free(d);
 771     return st;
 772 }
 773
 774 static int test_gf2m_modinv(void)
 775 {
 776     BIGNUM *a = NULL, *b[2] = {NULL,NULL}, *c = NULL, *d = NULL;
 777     int i, j, st = 0;
 778
 779     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 780             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 781             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 782             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 783             || !TEST_ptr(d = BN_new()))
 784         goto err;
 785
 786     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 787             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 788         goto err;
 789
 790     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 791         if (!TEST_true(BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0)))
 792             goto err;
 793         for (j = 0; j < 2; j++) {
 794             if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod_inv(c, a, b[j], ctx))
 795                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_mul(d, a, c, b[j], ctx))
 796                     /* Test that ((1/a)*a) = 1. */
 797                     && TEST_BN_eq_one(d)))
 798                 goto err;
 799         }
 800     }
 801     st = 1;
 802  err:
 803     BN_free(a);
 804     BN_free(b[0]);
 805     BN_free(b[1]);
 806     BN_free(c);
 807     BN_free(d);
 808     return st;
 809 }
 810
 811 static int test_gf2m_moddiv(void)
 812 {
 813     BIGNUM *a = NULL, *b[2] = {NULL,NULL}, *c = NULL, *d = NULL;
 814     BIGNUM *e = NULL, *f = NULL;
 815     int i, j, st = 0;
 816
 817     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 818             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 819             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 820             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 821             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 822             || !TEST_ptr(e = BN_new())
 823             || !TEST_ptr(f = BN_new()))
 824         goto err;
 825
 826     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 827             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 828         goto err;
 829
 830     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 831         if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0))
 832                 && TEST_true(BN_bntest_rand(c, 512, 0, 0))))
 833             goto err;
 834         for (j = 0; j < 2; j++) {
 835             if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod_div(d, a, c, b[j], ctx))
 836                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_mul(e, d, c, b[j], ctx))
 837                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_div(f, a, e, b[j], ctx))
 838                     /* Test that ((a/c)*c)/a = 1. */
 839                     && TEST_BN_eq_one(f)))
 840                 goto err;
 841         }
 842     }
 843     st = 1;
 844  err:
 845     BN_free(a);
 846     BN_free(b[0]);
 847     BN_free(b[1]);
 848     BN_free(c);
 849     BN_free(d);
 850     BN_free(e);
 851     BN_free(f);
 852     return st;
 853 }
 854
 855 static int test_gf2m_modexp(void)
 856 {
 857     BIGNUM *a = NULL, *b[2] = {NULL,NULL}, *c = NULL, *d = NULL;
 858     BIGNUM *e = NULL, *f = NULL;
 859     int i, j, st = 0;
 860
 861     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 862             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 863             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 864             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 865             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 866             || !TEST_ptr(e = BN_new())
 867             || !TEST_ptr(f = BN_new()))
 868         goto err;
 869
 870     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 871             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 872         goto err;
 873
 874     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 875         if (!(TEST_true(BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0))
 876                 && TEST_true(BN_bntest_rand(c, 512, 0, 0))
 877                 && TEST_true(BN_bntest_rand(d, 512, 0, 0))))
 878             goto err;
 879         for (j = 0; j < 2; j++) {
 880             if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod_exp(e, a, c, b[j], ctx))
 881                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_exp(f, a, d, b[j], ctx))
 882                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_mul(e, e, f, b[j], ctx))
 883                     && TEST_true(BN_add(f, c, d))
 884                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_exp(f, a, f, b[j], ctx))
 885                     && TEST_true(BN_GF2m_add(f, e, f))
 886                     /* Test that a^(c+d)=a^c*a^d. */
 887                     && TEST_BN_eq_zero(f)))
 888                 goto err;
 889         }
 890     }
 891     st = 1;
 892  err:
 893     BN_free(a);
 894     BN_free(b[0]);
 895     BN_free(b[1]);
 896     BN_free(c);
 897     BN_free(d);
 898     BN_free(e);
 899     BN_free(f);
 900     return st;
 901 }
 902
 903 static int test_gf2m_modsqrt(void)
 904 {
 905     BIGNUM *a = NULL, *b[2] = {NULL,NULL}, *c = NULL, *d = NULL;
 906     BIGNUM *e = NULL, *f = NULL;
 907     int i, j, st = 0;
 908
 909     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 910             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 911             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 912             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 913             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 914             || !TEST_ptr(e = BN_new())
 915             || !TEST_ptr(f = BN_new()))
 916         goto err;
 917
 918     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 919             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 920         goto err;
 921
 922     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 923         if (!TEST_true(BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0)))
 924             goto err;
 925
 926         for (j = 0; j < 2; j++) {
 927             if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod(c, a, b[j]))
 928                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_sqrt(d, a, b[j], ctx))
 929                     && TEST_true(BN_GF2m_mod_sqr(e, d, b[j], ctx))
 930                     && TEST_true(BN_GF2m_add(f, c, e))
 931                     /* Test that d^2 = a, where d = sqrt(a). */
 932                     && TEST_BN_eq_zero(f)))
 933                 goto err;
 934         }
 935     }
 936     st = 1;
 937  err:
 938     BN_free(a);
 939     BN_free(b[0]);
 940     BN_free(b[1]);
 941     BN_free(c);
 942     BN_free(d);
 943     BN_free(e);
 944     BN_free(f);
 945     return st;
 946 }
 947
 948 static int test_gf2m_modsolvequad(void)
 949 {
 950     BIGNUM *a = NULL, *b[2] = {NULL,NULL}, *c = NULL, *d = NULL;
 951     BIGNUM *e = NULL;
 952     int i, j, s = 0, t, st = 0;
 953
 954     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
 955             || !TEST_ptr(b[0] = BN_new())
 956             || !TEST_ptr(b[1] = BN_new())
 957             || !TEST_ptr(c = BN_new())
 958             || !TEST_ptr(d = BN_new())
 959             || !TEST_ptr(e = BN_new()))
 960         goto err;
 961
 962     if (!(TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]))
 963             && TEST_true(BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]))))
 964         goto err;
 965
 966     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
 967         if (!TEST_true(BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0)))
 968             goto err;
 969         for (j = 0; j < 2; j++) {
 970             t = BN_GF2m_mod_solve_quad(c, a, b[j], ctx);
 971             if (t) {
 972                 s++;
 973                 if (!(TEST_true(BN_GF2m_mod_sqr(d, c, b[j], ctx))
 974                         && TEST_true(BN_GF2m_add(d, c, d))
 975                         && TEST_true(BN_GF2m_mod(e, a, b[j]))
 976                         && TEST_true(BN_GF2m_add(e, e, d))
 977                         /*
 978                          * Test that solution of quadratic c
 979                          * satisfies c^2 + c = a.
 980                          */
 981                         && TEST_BN_eq_zero(e)))
 982                     goto err;
 983             }
 984         }
 985     }
 986     if (!TEST_int_ge(s, 0)) {
 987         TEST_info("%d tests found no roots; probably an error", NUM0);
 988         goto err;
 989     }
 990     st = 1;
 991  err:
 992     BN_free(a);
 993     BN_free(b[0]);
 994     BN_free(b[1]);
 995     BN_free(c);
 996     BN_free(d);
 997     BN_free(e);
 998     return st;
 999 }
1000 #endif
1001
1002 static int test_kronecker(void)
1003 {
1004     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *r = NULL, *t = NULL;
1005     int i, legendre, kronecker, st = 0;
1006
1007     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
1008             || !TEST_ptr(b = BN_new())
1009             || !TEST_ptr(r = BN_new())
1010             || !TEST_ptr(t = BN_new()))
1011         goto err;
1012
1013     /*
1014      * We test BN_kronecker(a, b, ctx) just for b odd (Jacobi symbol). In
1015      * this case we know that if b is prime, then BN_kronecker(a, b, ctx) is
1016      * congruent to $a^{(b-1)/2}$, modulo $b$ (Legendre symbol). So we
1017      * generate a random prime b and compare these values for a number of
1018      * random a's.  (That is, we run the Solovay-Strassen primality test to
1019      * confirm that b is prime, except that we don't want to test whether b
1020      * is prime but whether BN_kronecker works.)
1021      */
1022
1023     if (!TEST_true(BN_generate_prime_ex(b, 512, 0, NULL, NULL, NULL)))
1024         goto err;
1025     BN_set_negative(b, rand_neg());
1026
1027     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
1028         if (!TEST_true(BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0)))
1029             goto err;
1030         BN_set_negative(a, rand_neg());
1031
1032         /* t := (|b|-1)/2  (note that b is odd) */
1033         if (!TEST_true(BN_copy(t, b)))
1034             goto err;
1035         BN_set_negative(t, 0);
1036         if (!TEST_true(BN_sub_word(t, 1)))
1037             goto err;
1038         if (!TEST_true(BN_rshift1(t, t)))
1039             goto err;
1040         /* r := a^t mod b */
1041         BN_set_negative(b, 0);
1042
1043         if (!TEST_true(BN_mod_exp_recp(r, a, t, b, ctx)))
1044             goto err;
1045         BN_set_negative(b, 1);
1046
1047         if (BN_is_word(r, 1))
1048             legendre = 1;
1049         else if (BN_is_zero(r))
1050             legendre = 0;
1051         else {
1052             if (!TEST_true(BN_add_word(r, 1)))
1053                 goto err;
1054             if (!TEST_int_eq(BN_ucmp(r, b), 0)) {
1055                 TEST_info("Legendre symbol computation failed");
1056                 goto err;
1057             }
1058             legendre = -1;
1059         }
1060
1061         if (!TEST_int_ge(kronecker = BN_kronecker(a, b, ctx), -1))
1062             goto err;
1063         /* we actually need BN_kronecker(a, |b|) */
1064         if (BN_is_negative(a) && BN_is_negative(b))
1065             kronecker = -kronecker;
1066
1067         if (!TEST_int_eq(legendre, kronecker))
1068             goto err;
1069     }
1070
1071     st = 1;
1072  err:
1073     BN_free(a);
1074     BN_free(b);
1075     BN_free(r);
1076     BN_free(t);
1077     return st;
1078 }
1079
1080 static int file_sum(STANZA *s)
1081 {
1082     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *sum = NULL, *ret = NULL;
1083     BN_ULONG b_word;
1084     int st = 0;
1085
1086     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1087             || !TEST_ptr(b = getBN(s, "B"))
1088             || !TEST_ptr(sum = getBN(s, "Sum"))
1089             || !TEST_ptr(ret = BN_new()))
1090         goto err;
1091
1092     if (!TEST_true(BN_add(ret, a, b))
1093             || !equalBN("A + B", sum, ret)
1094             || !TEST_true(BN_sub(ret, sum, a))
1095             || !equalBN("Sum - A", b, ret)
1096             || !TEST_true(BN_sub(ret, sum, b))
1097             || !equalBN("Sum - B", a, ret))
1098         goto err;
1099
1100     /*
1101      * Test that the functions work when |r| and |a| point to the same BIGNUM,
1102      * or when |r| and |b| point to the same BIGNUM.
1103      * There is no test for all of |r|, |a|, and |b| pointint to the same BIGNUM.
1104      */
1105     if (!TEST_true(BN_copy(ret, a))
1106             || !TEST_true(BN_add(ret, ret, b))
1107             || !equalBN("A + B (r is a)", sum, ret)
1108             || !TEST_true(BN_copy(ret, b))
1109             || !TEST_true(BN_add(ret, a, ret))
1110             || !equalBN("A + B (r is b)", sum, ret)
1111             || !TEST_true(BN_copy(ret, sum))
1112             || !TEST_true(BN_sub(ret, ret, a))
1113             || !equalBN("Sum - A (r is a)", b, ret)
1114             || !TEST_true(BN_copy(ret, a))
1115             || !TEST_true(BN_sub(ret, sum, ret))
1116             || !equalBN("Sum - A (r is b)", b, ret)
1117             || !TEST_true(BN_copy(ret, sum))
1118             || !TEST_true(BN_sub(ret, ret, b))
1119             || !equalBN("Sum - B (r is a)", a, ret)
1120             || !TEST_true(BN_copy(ret, b))
1121             || !TEST_true(BN_sub(ret, sum, ret))
1122             || !equalBN("Sum - B (r is b)", a, ret))
1123         goto err;
1124
1125     /*
1126      * Test BN_uadd() and BN_usub() with the prerequisites they are
1127      * documented as having. Note that these functions are frequently used
1128      * when the prerequisites don't hold. In those cases, they are supposed
1129      * to work as if the prerequisite hold, but we don't test that yet.
1130      */
1131     if (!BN_is_negative(a) && !BN_is_negative(b) && BN_cmp(a, b) >= 0) {
1132         if (!TEST_true(BN_uadd(ret, a, b))
1133                 || !equalBN("A +u B", sum, ret)
1134                 || !TEST_true(BN_usub(ret, sum, a))
1135                 || !equalBN("Sum -u A", b, ret)
1136                 || !TEST_true(BN_usub(ret, sum, b))
1137                 || !equalBN("Sum -u B", a, ret))
1138             goto err;
1139         /*
1140          * Test that the functions work when |r| and |a| point to the same
1141          * BIGNUM, or when |r| and |b| point to the same BIGNUM.
1142          * There is no test for all of |r|, |a|, and |b| pointint to the same
1143          * BIGNUM.
1144          */
1145         if (!TEST_true(BN_copy(ret, a))
1146                 || !TEST_true(BN_uadd(ret, ret, b))
1147                 || !equalBN("A +u B (r is a)", sum, ret)
1148                 || !TEST_true(BN_copy(ret, b))
1149                 || !TEST_true(BN_uadd(ret, a, ret))
1150                 || !equalBN("A +u B (r is b)", sum, ret)
1151                 || !TEST_true(BN_copy(ret, sum))
1152                 || !TEST_true(BN_usub(ret, ret, a))
1153                 || !equalBN("Sum -u A (r is a)", b, ret)
1154                 || !TEST_true(BN_copy(ret, a))
1155                 || !TEST_true(BN_usub(ret, sum, ret))
1156                 || !equalBN("Sum -u A (r is b)", b, ret)
1157                 || !TEST_true(BN_copy(ret, sum))
1158                 || !TEST_true(BN_usub(ret, ret, b))
1159                 || !equalBN("Sum -u B (r is a)", a, ret)
1160                 || !TEST_true(BN_copy(ret, b))
1161                 || !TEST_true(BN_usub(ret, sum, ret))
1162                 || !equalBN("Sum -u B (r is b)", a, ret))
1163             goto err;
1164     }
1165
1166     /*
1167      * Test with BN_add_word() and BN_sub_word() if |b| is small enough.
1168      */
1169     b_word = BN_get_word(b);
1170     if (!BN_is_negative(b) && b_word != (BN_ULONG)-1) {
1171         if (!TEST_true(BN_copy(ret, a))
1172                 || !TEST_true(BN_add_word(ret, b_word))
1173                 || !equalBN("A + B (word)", sum, ret)
1174                 || !TEST_true(BN_copy(ret, sum))
1175                 || !TEST_true(BN_sub_word(ret, b_word))
1176                 || !equalBN("Sum - B (word)", a, ret))
1177             goto err;
1178     }
1179     st = 1;
1180
1181  err:
1182     BN_free(a);
1183     BN_free(b);
1184     BN_free(sum);
1185     BN_free(ret);
1186     return st;
1187 }
1188
1189 static int file_lshift1(STANZA *s)
1190 {
1191     BIGNUM *a = NULL, *lshift1 = NULL, *zero = NULL, *ret = NULL;
1192     BIGNUM *two = NULL, *remainder = NULL;
1193     int st = 0;
1194
1195     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1196             || !TEST_ptr(lshift1 = getBN(s, "LShift1"))
1197             || !TEST_ptr(zero = BN_new())
1198             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1199             || !TEST_ptr(two = BN_new())
1200             || !TEST_ptr(remainder = BN_new()))
1201         goto err;
1202
1203     BN_zero(zero);
1204
1205     if (!TEST_true(BN_set_word(two, 2))
1206             || !TEST_true(BN_add(ret, a, a))
1207             || !equalBN("A + A", lshift1, ret)
1208             || !TEST_true(BN_mul(ret, a, two, ctx))
1209             || !equalBN("A * 2", lshift1, ret)
1210             || !TEST_true(BN_div(ret, remainder, lshift1, two, ctx))
1211             || !equalBN("LShift1 / 2", a, ret)
1212             || !equalBN("LShift1 % 2", zero, remainder)
1213             || !TEST_true(BN_lshift1(ret, a))
1214             || !equalBN("A << 1", lshift1, ret)
1215             || !TEST_true(BN_rshift1(ret, lshift1))
1216             || !equalBN("LShift >> 1", a, ret)
1217             || !TEST_true(BN_rshift1(ret, lshift1))
1218             || !equalBN("LShift >> 1", a, ret))
1219         goto err;
1220
1221     /* Set the LSB to 1 and test rshift1 again. */
1222     if (!TEST_true(BN_set_bit(lshift1, 0))
1223             || !TEST_true(BN_div(ret, NULL /* rem */ , lshift1, two, ctx))
1224             || !equalBN("(LShift1 | 1) / 2", a, ret)
1225             || !TEST_true(BN_rshift1(ret, lshift1))
1226             || !equalBN("(LShift | 1) >> 1", a, ret))
1227         goto err;
1228
1229     st = 1;
1230  err:
1231     BN_free(a);
1232     BN_free(lshift1);
1233     BN_free(zero);
1234     BN_free(ret);
1235     BN_free(two);
1236     BN_free(remainder);
1237
1238     return st;
1239 }
1240
1241 static int file_lshift(STANZA *s)
1242 {
1243     BIGNUM *a = NULL, *lshift = NULL, *ret = NULL;
1244     int n = 0, st = 0;
1245
1246     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1247             || !TEST_ptr(lshift = getBN(s, "LShift"))
1248             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1249             || !getint(s, &n, "N"))
1250         goto err;
1251
1252     if (!TEST_true(BN_lshift(ret, a, n))
1253             || !equalBN("A << N", lshift, ret)
1254             || !TEST_true(BN_rshift(ret, lshift, n))
1255             || !equalBN("A >> N", a, ret))
1256         goto err;
1257
1258     st = 1;
1259  err:
1260     BN_free(a);
1261     BN_free(lshift);
1262     BN_free(ret);
1263     return st;
1264 }
1265
1266 static int file_rshift(STANZA *s)
1267 {
1268     BIGNUM *a = NULL, *rshift = NULL, *ret = NULL;
1269     int n = 0, st = 0;
1270
1271     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1272             || !TEST_ptr(rshift = getBN(s, "RShift"))
1273             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1274             || !getint(s, &n, "N"))
1275         goto err;
1276
1277     if (!TEST_true(BN_rshift(ret, a, n))
1278             || !equalBN("A >> N", rshift, ret))
1279         goto err;
1280
1281     /* If N == 1, try with rshift1 as well */
1282     if (n == 1) {
1283         if (!TEST_true(BN_rshift1(ret, a))
1284                 || !equalBN("A >> 1 (rshift1)", rshift, ret))
1285             goto err;
1286     }
1287     st = 1;
1288
1289  err:
1290     BN_free(a);
1291     BN_free(rshift);
1292     BN_free(ret);
1293     return st;
1294 }
1295
1296 static int file_square(STANZA *s)
1297 {
1298     BIGNUM *a = NULL, *square = NULL, *zero = NULL, *ret = NULL;
1299     BIGNUM *remainder = NULL, *tmp = NULL;
1300     int st = 0;
1301
1302     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1303             || !TEST_ptr(square = getBN(s, "Square"))
1304             || !TEST_ptr(zero = BN_new())
1305             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1306             || !TEST_ptr(remainder = BN_new()))
1307         goto err;
1308
1309     BN_zero(zero);
1310     if (!TEST_true(BN_sqr(ret, a, ctx))
1311             || !equalBN("A^2", square, ret)
1312             || !TEST_true(BN_mul(ret, a, a, ctx))
1313             || !equalBN("A * A", square, ret)
1314             || !TEST_true(BN_div(ret, remainder, square, a, ctx))
1315             || !equalBN("Square / A", a, ret)
1316             || !equalBN("Square % A", zero, remainder))
1317         goto err;
1318
1319 #if HAVE_BN_SQRT
1320     BN_set_negative(a, 0);
1321     if (!TEST_true(BN_sqrt(ret, square, ctx))
1322             || !equalBN("sqrt(Square)", a, ret))
1323         goto err;
1324
1325     /* BN_sqrt should fail on non-squares and negative numbers. */
1326     if (!TEST_BN_eq_zero(square)) {
1327         if (!TEST_ptr(tmp = BN_new())
1328                 || !TEST_true(BN_copy(tmp, square)))
1329             goto err;
1330         BN_set_negative(tmp, 1);
1331
1332         if (!TEST_int_eq(BN_sqrt(ret, tmp, ctx), 0))
1333             goto err;
1334         ERR_clear_error();
1335
1336         BN_set_negative(tmp, 0);
1337         if (BN_add(tmp, tmp, BN_value_one()))
1338             goto err;
1339         if (!TEST_int_eq(BN_sqrt(ret, tmp, ctx)))
1340             goto err;
1341         ERR_clear_error();
1342     }
1343 #endif
1344
1345     st = 1;
1346  err:
1347     BN_free(a);
1348     BN_free(square);
1349     BN_free(zero);
1350     BN_free(ret);
1351     BN_free(remainder);
1352     BN_free(tmp);
1353     return st;
1354 }
1355
1356 static int file_product(STANZA *s)
1357 {
1358     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *product = NULL, *ret = NULL;
1359     BIGNUM *remainder = NULL, *zero = NULL;
1360     int st = 0;
1361
1362     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1363             || !TEST_ptr(b = getBN(s, "B"))
1364             || !TEST_ptr(product = getBN(s, "Product"))
1365             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1366             || !TEST_ptr(remainder = BN_new())
1367             || !TEST_ptr(zero = BN_new()))
1368         goto err;
1369
1370     BN_zero(zero);
1371
1372     if (!TEST_true(BN_mul(ret, a, b, ctx))
1373             || !equalBN("A * B", product, ret)
1374             || !TEST_true(BN_div(ret, remainder, product, a, ctx))
1375             || !equalBN("Product / A", b, ret)
1376             || !equalBN("Product % A", zero, remainder)
1377             || !TEST_true(BN_div(ret, remainder, product, b, ctx))
1378             || !equalBN("Product / B", a, ret)
1379             || !equalBN("Product % B", zero, remainder))
1380         goto err;
1381
1382     st = 1;
1383  err:
1384     BN_free(a);
1385     BN_free(b);
1386     BN_free(product);
1387     BN_free(ret);
1388     BN_free(remainder);
1389     BN_free(zero);
1390     return st;
1391 }
1392
1393 static int file_quotient(STANZA *s)
1394 {
1395     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *quotient = NULL, *remainder = NULL;
1396     BIGNUM *ret = NULL, *ret2 = NULL, *nnmod = NULL;
1397     BN_ULONG b_word, ret_word;
1398     int st = 0;
1399
1400     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1401             || !TEST_ptr(b = getBN(s, "B"))
1402             || !TEST_ptr(quotient = getBN(s, "Quotient"))
1403             || !TEST_ptr(remainder = getBN(s, "Remainder"))
1404             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1405             || !TEST_ptr(ret2 = BN_new())
1406             || !TEST_ptr(nnmod = BN_new()))
1407         goto err;
1408
1409     if (!TEST_true(BN_div(ret, ret2, a, b, ctx))
1410             || !equalBN("A / B", quotient, ret)
1411             || !equalBN("A % B", remainder, ret2)
1412             || !TEST_true(BN_mul(ret, quotient, b, ctx))
1413             || !TEST_true(BN_add(ret, ret, remainder))
1414             || !equalBN("Quotient * B + Remainder", a, ret))
1415         goto err;
1416
1417     /*
1418      * Test with BN_mod_word() and BN_div_word() if the divisor is
1419      * small enough.
1420      */
1421     b_word = BN_get_word(b);
1422     if (!BN_is_negative(b) && b_word != (BN_ULONG)-1) {
1423         BN_ULONG remainder_word = BN_get_word(remainder);
1424
1425         assert(remainder_word != (BN_ULONG)-1);
1426         if (!TEST_ptr(BN_copy(ret, a)))
1427             goto err;
1428         ret_word = BN_div_word(ret, b_word);
1429         if (ret_word != remainder_word) {
1430 #ifdef BN_DEC_FMT1
1431             TEST_error(
1432                     "Got A %% B (word) = " BN_DEC_FMT1 ", wanted " BN_DEC_FMT1,
1433                     ret_word, remainder_word);
1434 #else
1435             TEST_error("Got A %% B (word) mismatch");
1436 #endif
1437             goto err;
1438         }
1439         if (!equalBN ("A / B (word)", quotient, ret))
1440             goto err;
1441
1442         ret_word = BN_mod_word(a, b_word);
1443         if (ret_word != remainder_word) {
1444 #ifdef BN_DEC_FMT1
1445             TEST_error(
1446                     "Got A %% B (word) = " BN_DEC_FMT1 ", wanted " BN_DEC_FMT1 "",
1447                     ret_word, remainder_word);
1448 #else
1449             TEST_error("Got A %% B (word) mismatch");
1450 #endif
1451             goto err;
1452         }
1453     }
1454
1455     /* Test BN_nnmod. */
1456     if (!BN_is_negative(b)) {
1457         if (!TEST_true(BN_copy(nnmod, remainder))
1458                 || (BN_is_negative(nnmod)
1459                         && !TEST_true(BN_add(nnmod, nnmod, b)))
1460                 || !TEST_true(BN_nnmod(ret, a, b, ctx))
1461                 || !equalBN("A % B (non-negative)", nnmod, ret))
1462             goto err;
1463     }
1464
1465     st = 1;
1466  err:
1467     BN_free(a);
1468     BN_free(b);
1469     BN_free(quotient);
1470     BN_free(remainder);
1471     BN_free(ret);
1472     BN_free(ret2);
1473     BN_free(nnmod);
1474     return st;
1475 }
1476
1477 static int file_modmul(STANZA *s)
1478 {
1479     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *m = NULL, *mod_mul = NULL, *ret = NULL;
1480     int st = 0;
1481
1482     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1483             || !TEST_ptr(b = getBN(s, "B"))
1484             || !TEST_ptr(m = getBN(s, "M"))
1485             || !TEST_ptr(mod_mul = getBN(s, "ModMul"))
1486             || !TEST_ptr(ret = BN_new()))
1487         goto err;
1488
1489     if (!TEST_true(BN_mod_mul(ret, a, b, m, ctx))
1490             || !equalBN("A * B (mod M)", mod_mul, ret))
1491         goto err;
1492
1493     if (BN_is_odd(m)) {
1494         /* Reduce |a| and |b| and test the Montgomery version. */
1495         BN_MONT_CTX *mont = BN_MONT_CTX_new();
1496         BIGNUM *a_tmp = BN_new();
1497         BIGNUM *b_tmp = BN_new();
1498
1499         if (mont == NULL || a_tmp == NULL || b_tmp == NULL
1500                 || !TEST_true(BN_MONT_CTX_set(mont, m, ctx))
1501                 || !TEST_true(BN_nnmod(a_tmp, a, m, ctx))
1502                 || !TEST_true(BN_nnmod(b_tmp, b, m, ctx))
1503                 || !TEST_true(BN_to_montgomery(a_tmp, a_tmp, mont, ctx))
1504                 || !TEST_true(BN_to_montgomery(b_tmp, b_tmp, mont, ctx))
1505                 || !TEST_true(BN_mod_mul_montgomery(ret, a_tmp, b_tmp,
1506                                                     mont, ctx))
1507                 || !TEST_true(BN_from_montgomery(ret, ret, mont, ctx))
1508                 || !equalBN("A * B (mod M) (mont)", mod_mul, ret))
1509             st = 0;
1510         else
1511             st = 1;
1512         BN_MONT_CTX_free(mont);
1513         BN_free(a_tmp);
1514         BN_free(b_tmp);
1515         if (st == 0)
1516             goto err;
1517     }
1518
1519     st = 1;
1520  err:
1521     BN_free(a);
1522     BN_free(b);
1523     BN_free(m);
1524     BN_free(mod_mul);
1525     BN_free(ret);
1526     return st;
1527 }
1528
1529 static int file_modexp(STANZA *s)
1530 {
1531     BIGNUM *a = NULL, *e = NULL, *m = NULL, *mod_exp = NULL, *ret = NULL;
1532     BIGNUM *b = NULL, *c = NULL, *d = NULL;
1533     int st = 0;
1534
1535     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1536             || !TEST_ptr(e = getBN(s, "E"))
1537             || !TEST_ptr(m = getBN(s, "M"))
1538             || !TEST_ptr(mod_exp = getBN(s, "ModExp"))
1539             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1540             || !TEST_ptr(d = BN_new()))
1541         goto err;
1542
1543     if (!TEST_true(BN_mod_exp(ret, a, e, m, ctx))
1544             || !equalBN("A ^ E (mod M)", mod_exp, ret))
1545         goto err;
1546
1547     if (BN_is_odd(m)) {
1548         if (!TEST_true(BN_mod_exp_mont(ret, a, e, m, ctx, NULL))
1549                 || !equalBN("A ^ E (mod M) (mont)", mod_exp, ret)
1550                 || !TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(ret, a, e, m,
1551                                                         ctx, NULL))
1552                 || !equalBN("A ^ E (mod M) (mont const", mod_exp, ret))
1553             goto err;
1554     }
1555
1556     /* Regression test for carry propagation bug in sqr8x_reduction */
1557     BN_hex2bn(&a, "050505050505");
1558     BN_hex2bn(&b, "02");
1559     BN_hex2bn(&c,
1560         "4141414141414141414141274141414141414141414141414141414141414141"
1561         "4141414141414141414141414141414141414141414141414141414141414141"
1562         "4141414141414141414141800000000000000000000000000000000000000000"
1563         "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
1564         "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
1565         "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000001");
1566     if (!TEST_true(BN_mod_exp(d, a, b, c, ctx))
1567         || !TEST_true(BN_mul(e, a, a, ctx))
1568         || !TEST_BN_eq(d, e))
1569         goto err;
1570
1571     st = 1;
1572  err:
1573     BN_free(a);
1574     BN_free(b);
1575     BN_free(c);
1576     BN_free(d);
1577     BN_free(e);
1578     BN_free(m);
1579     BN_free(mod_exp);
1580     BN_free(ret);
1581     return st;
1582 }
1583
1584 static int file_exp(STANZA *s)
1585 {
1586     BIGNUM *a = NULL, *e = NULL, *exp = NULL, *ret = NULL;
1587     int st = 0;
1588
1589     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1590             || !TEST_ptr(e = getBN(s, "E"))
1591             || !TEST_ptr(exp = getBN(s, "Exp"))
1592             || !TEST_ptr(ret = BN_new()))
1593         goto err;
1594
1595     if (!TEST_true(BN_exp(ret, a, e, ctx))
1596             || !equalBN("A ^ E", exp, ret))
1597         goto err;
1598
1599     st = 1;
1600  err:
1601     BN_free(a);
1602     BN_free(e);
1603     BN_free(exp);
1604     BN_free(ret);
1605     return st;
1606 }
1607
1608 static int file_modsqrt(STANZA *s)
1609 {
1610     BIGNUM *a = NULL, *p = NULL, *mod_sqrt = NULL, *ret = NULL, *ret2 = NULL;
1611     int st = 0;
1612
1613     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1614             || !TEST_ptr(p = getBN(s, "P"))
1615             || !TEST_ptr(mod_sqrt = getBN(s, "ModSqrt"))
1616             || !TEST_ptr(ret = BN_new())
1617             || !TEST_ptr(ret2 = BN_new()))
1618         goto err;
1619
1620     /* There are two possible answers. */
1621     if (!TEST_true(BN_mod_sqrt(ret, a, p, ctx))
1622             || !TEST_true(BN_sub(ret2, p, ret)))
1623         goto err;
1624
1625     /* The first condition should NOT be a test. */
1626     if (BN_cmp(ret2, mod_sqrt) != 0
1627             && !equalBN("sqrt(A) (mod P)", mod_sqrt, ret))
1628         goto err;
1629
1630     st = 1;
1631  err:
1632     BN_free(a);
1633     BN_free(p);
1634     BN_free(mod_sqrt);
1635     BN_free(ret);
1636     BN_free(ret2);
1637     return st;
1638 }
1639
1640 static int file_gcd(STANZA *s)
1641 {
1642     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *gcd = NULL, *ret = NULL;
1643     int st = 0;
1644
1645     if (!TEST_ptr(a = getBN(s, "A"))
1646             || !TEST_ptr(b = getBN(s, "B"))
1647             || !TEST_ptr(gcd = getBN(s, "GCD"))
1648             || !TEST_ptr(ret = BN_new()))
1649         goto err;
1650
1651     if (!TEST_true(BN_gcd(ret, a, b, ctx))
1652             || !equalBN("gcd(A,B)", gcd, ret))
1653         goto err;
1654
1655     st = 1;
1656  err:
1657     BN_free(a);
1658     BN_free(b);
1659     BN_free(gcd);
1660     BN_free(ret);
1661     return st;
1662 }
1663
1664 static int test_bn2padded(void)
1665 {
1666 #if HAVE_BN_PADDED
1667     uint8_t zeros[256], out[256], reference[128];
1668     BIGNUM *n = BN_new();
1669     int st = 0;
1670
1671     /* Test edge case at 0. */
1672     if (n == NULL)
1673         goto err;
1674     if (!TEST_true(BN_bn2bin_padded(NULL, 0, n)))
1675         goto err;
1676     memset(out, -1, sizeof(out));
1677     if (!TEST_true(BN_bn2bin_padded(out, sizeof(out)), n))
1678         goto err;
1679     memset(zeros, 0, sizeof(zeros));
1680     if (!TEST_mem_eq(zeros, sizeof(zeros), out, sizeof(out)))
1681         goto err;
1682
1683     /* Test a random numbers at various byte lengths. */
1684     for (size_t bytes = 128 - 7; bytes <= 128; bytes++) {
1685 # define TOP_BIT_ON 0
1686 # define BOTTOM_BIT_NOTOUCH 0
1687         if (!TEST_true(BN_rand(n, bytes * 8, TOP_BIT_ON, BOTTOM_BIT_NOTOUCH)))
1688             goto err;
1689         if (!TEST_int_eq(BN_num_bytes(n),A) bytes
1690                 || TEST_int_eq(BN_bn2bin(n, reference), bytes))
1691             goto err;
1692         /* Empty buffer should fail. */
1693         if (!TEST_int_eq(BN_bn2bin_padded(NULL, 0, n)), 0)
1694             goto err;
1695         /* One byte short should fail. */
1696         if (BN_bn2bin_padded(out, bytes - 1, n))
1697             goto err;
1698         /* Exactly right size should encode. */
1699         if (!TEST_true(BN_bn2bin_padded(out, bytes, n))
1700                 || TEST_mem_eq(out, bytes, reference, bytes))
1701             goto err;
1702         /* Pad up one byte extra. */
1703         if (!TEST_true(BN_bn2bin_padded(out, bytes + 1, n))
1704                 || !TEST_mem_eq(out + 1, bytes, reference, bytes)
1705                 || !TEST_mem_eq(out, 1, zeros, 1))
1706             goto err;
1707         /* Pad up to 256. */
1708         if (!TEST_true(BN_bn2bin_padded(out, sizeof(out)), n)
1709                 || !TEST_mem_eq(out + sizeof(out) - bytes, bytes,
1710                                 reference, bytes)
1711                 || !TEST_mem_eq(out, sizseof(out) - bytes,
1712                                 zeros, sizeof(out) - bytes))
1713             goto err;
1714     }
1715
1716     st = 1;
1717  err:
1718     BN_free(n);
1719     return st;
1720 #else
1721     return ctx != NULL;
1722 #endif
1723 }
1724
1725 static int test_dec2bn(void)
1726 {
1727     BIGNUM *bn = NULL;
1728     int st = 0;
1729
1730     if (!TEST_int_eq(parsedecBN(&bn, "0"), 1)
1731             || !TEST_BN_eq_word(bn, 0)
1732             || !TEST_BN_eq_zero(bn)
1733             || !TEST_BN_le_zero(bn)
1734             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1735             || !TEST_BN_even(bn))
1736         goto err;
1737     BN_free(bn);
1738     bn = NULL;
1739
1740     if (!TEST_int_eq(parsedecBN(&bn, "256"), 3)
1741             || !TEST_BN_eq_word(bn, 256)
1742             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1743             || !TEST_BN_gt_zero(bn)
1744             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1745             || !TEST_BN_even(bn))
1746         goto err;
1747     BN_free(bn);
1748     bn = NULL;
1749
1750     if (!TEST_int_eq(parsedecBN(&bn, "-42"), 3)
1751             || !TEST_BN_abs_eq_word(bn, 42)
1752             || !TEST_BN_lt_zero(bn)
1753             || !TEST_BN_le_zero(bn)
1754             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1755             || !TEST_BN_even(bn))
1756         goto err;
1757     BN_free(bn);
1758     bn = NULL;
1759
1760     if (!TEST_int_eq(parsedecBN(&bn, "1"), 1)
1761             || !TEST_BN_eq_word(bn, 1)
1762             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1763             || !TEST_BN_gt_zero(bn)
1764             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1765             || !TEST_BN_eq_one(bn)
1766             || !TEST_BN_odd(bn))
1767         goto err;
1768     BN_free(bn);
1769     bn = NULL;
1770
1771     if (!TEST_int_eq(parsedecBN(&bn, "-0"), 2)
1772             || !TEST_BN_eq_zero(bn)
1773             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1774             || !TEST_BN_le_zero(bn)
1775             || !TEST_BN_even(bn))
1776         goto err;
1777     BN_free(bn);
1778     bn = NULL;
1779
1780     if (!TEST_int_eq(parsedecBN(&bn, "42trailing garbage is ignored"), 2)
1781             || !TEST_BN_abs_eq_word(bn, 42)
1782             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1783             || !TEST_BN_gt_zero(bn)
1784             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1785             || !TEST_BN_even(bn))
1786         goto err;
1787
1788     st = 1;
1789  err:
1790     BN_free(bn);
1791     return st;
1792 }
1793
1794 static int test_hex2bn(void)
1795 {
1796     BIGNUM *bn = NULL;
1797     int st = 0;
1798
1799     if (!TEST_int_eq(parseBN(&bn, "0"), 1)
1800             || !TEST_BN_eq_zero(bn)
1801             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1802             || !TEST_BN_even(bn))
1803         goto err;
1804     BN_free(bn);
1805     bn = NULL;
1806
1807     if (!TEST_int_eq(parseBN(&bn, "256"), 3)
1808             || !TEST_BN_eq_word(bn, 0x256)
1809             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1810             || !TEST_BN_gt_zero(bn)
1811             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1812             || !TEST_BN_even(bn))
1813         goto err;
1814     BN_free(bn);
1815     bn = NULL;
1816
1817     if (!TEST_int_eq(parseBN(&bn, "-42"), 3)
1818             || !TEST_BN_abs_eq_word(bn, 0x42)
1819             || !TEST_BN_lt_zero(bn)
1820             || !TEST_BN_le_zero(bn)
1821             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1822             || !TEST_BN_even(bn))
1823         goto err;
1824     BN_free(bn);
1825     bn = NULL;
1826
1827     if (!TEST_int_eq(parseBN(&bn, "cb"), 2)
1828             || !TEST_BN_eq_word(bn, 0xCB)
1829             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1830             || !TEST_BN_gt_zero(bn)
1831             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1832             || !TEST_BN_odd(bn))
1833         goto err;
1834     BN_free(bn);
1835     bn = NULL;
1836
1837     if (!TEST_int_eq(parseBN(&bn, "-0"), 2)
1838             || !TEST_BN_eq_zero(bn)
1839             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1840             || !TEST_BN_le_zero(bn)
1841             || !TEST_BN_even(bn))
1842         goto err;
1843     BN_free(bn);
1844     bn = NULL;
1845
1846     if (!TEST_int_eq(parseBN(&bn, "abctrailing garbage is ignored"), 3)
1847             || !TEST_BN_eq_word(bn, 0xabc)
1848             || !TEST_BN_ge_zero(bn)
1849             || !TEST_BN_gt_zero(bn)
1850             || !TEST_BN_ne_zero(bn)
1851             || !TEST_BN_even(bn))
1852         goto err;
1853     st = 1;
1854
1855  err:
1856     BN_free(bn);
1857     return st;
1858 }
1859
1860 static int test_asc2bn(void)
1861 {
1862     BIGNUM *bn = NULL;
1863     int st = 0;
1864
1865     if (!TEST_ptr(bn = BN_new()))
1866         goto err;
1867
1868     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "0"))
1869             || !TEST_BN_eq_zero(bn)
1870             || !TEST_BN_ge_zero(bn))
1871         goto err;
1872
1873     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "256"))
1874             || !TEST_BN_eq_word(bn, 256)
1875             || !TEST_BN_ge_zero(bn))
1876         goto err;
1877
1878     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "-42"))
1879             || !TEST_BN_abs_eq_word(bn, 42)
1880             || !TEST_BN_lt_zero(bn))
1881         goto err;
1882
1883     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "0x1234"))
1884             || !TEST_BN_eq_word(bn, 0x1234)
1885             || !TEST_BN_ge_zero(bn))
1886         goto err;
1887
1888     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "0X1234"))
1889             || !TEST_BN_eq_word(bn, 0x1234)
1890             || !TEST_BN_ge_zero(bn))
1891         goto err;
1892
1893     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "-0xabcd"))
1894             || !TEST_BN_abs_eq_word(bn, 0xabcd)
1895             || !TEST_BN_lt_zero(bn))
1896         goto err;
1897
1898     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "-0"))
1899             || !TEST_BN_eq_zero(bn)
1900             || !TEST_BN_ge_zero(bn))
1901         goto err;
1902
1903     if (!TEST_true(BN_asc2bn(&bn, "123trailing garbage is ignored"))
1904             || !TEST_BN_eq_word(bn, 123)
1905             || !TEST_BN_ge_zero(bn))
1906         goto err;
1907
1908     st = 1;
1909  err:
1910     BN_free(bn);
1911     return st;
1912 }
1913
1914 static const MPITEST kMPITests[] = {
1915     {"0", "\x00\x00\x00\x00", 4},
1916     {"1", "\x00\x00\x00\x01\x01", 5},
1917     {"-1", "\x00\x00\x00\x01\x81", 5},
1918     {"128", "\x00\x00\x00\x02\x00\x80", 6},
1919     {"256", "\x00\x00\x00\x02\x01\x00", 6},
1920     {"-256", "\x00\x00\x00\x02\x81\x00", 6},
1921 };
1922
1923 static int test_mpi(int i)
1924 {
1925     uint8_t scratch[8];
1926     const MPITEST *test = &kMPITests[i];
1927     size_t mpi_len, mpi_len2;
1928     BIGNUM *bn = NULL;
1929     BIGNUM *bn2 = NULL;
1930     int st = 0;
1931
1932     if (!TEST_ptr(bn = BN_new())
1933             || !TEST_true(BN_asc2bn(&bn, test->base10)))
1934         goto err;
1935     mpi_len = BN_bn2mpi(bn, NULL);
1936     if (!TEST_size_t_le(mpi_len, sizeof(scratch)))
1937         goto err;
1938
1939     if (!TEST_size_t_eq(mpi_len2 = BN_bn2mpi(bn, scratch), mpi_len)
1940             || !TEST_mem_eq(test->mpi, test->mpi_len, scratch, mpi_len))
1941         goto err;
1942
1943     if (!TEST_ptr(bn2 = BN_mpi2bn(scratch, mpi_len, NULL)))
1944         goto err;
1945
1946     if (!TEST_BN_eq(bn, bn2)) {
1947         BN_free(bn2);
1948         goto err;
1949     }
1950     BN_free(bn2);
1951
1952     st = 1;
1953  err:
1954     BN_free(bn);
1955     return st;
1956 }
1957
1958 static int test_rand(void)
1959 {
1960     BIGNUM *bn = NULL;
1961     int st = 0;
1962
1963     if (!TEST_ptr(bn = BN_new()))
1964         return 0;
1965
1966     /* Test BN_rand for degenerate cases with |top| and |bottom| parameters. */
1967     if (!TEST_false(BN_rand(bn, 0, 0 /* top */ , 0 /* bottom */ ))
1968             || !TEST_false(BN_rand(bn, 0, 1 /* top */ , 1 /* bottom */ ))
1969             || !TEST_true(BN_rand(bn, 1, 0 /* top */ , 0 /* bottom */ ))
1970             || !TEST_BN_eq_one(bn)
1971             || !TEST_false(BN_rand(bn, 1, 1 /* top */ , 0 /* bottom */ ))
1972             || !TEST_true(BN_rand(bn, 1, -1 /* top */ , 1 /* bottom */ ))
1973             || !TEST_BN_eq_one(bn)
1974             || !TEST_true(BN_rand(bn, 2, 1 /* top */ , 0 /* bottom */ ))
1975             || !TEST_BN_eq_word(bn, 3))
1976         goto err;
1977
1978     st = 1;
1979  err:
1980     BN_free(bn);
1981     return st;
1982 }
1983
1984 /*
1985  * Run some statistical tests to provide a degree confidence that the
1986  * BN_rand_range() function works as expected.  The test cases and
1987  * critical values are generated by the bn_rand_range script.
1988  *
1989  * Each individual test is a Chi^2 goodness of fit for a specified number
1990  * of samples and range.  The samples are assumed to be independent and
1991  * that they are from a discrete uniform distribution.
1992  *
1993  * Some of these individual tests are expected to fail, the success/failure
1994  * of each is an independent Bernoulli trial.  The number of such successes
1995  * will form a binomial distribution.  The count of the successes is compared
1996  * against a precomputed critical value to determine the overall outcome.
1997  */
1998 struct rand_range_case {
1999     unsigned int range;
2000     unsigned int iterations;
2001     double critical;
2002 };
2003
2004 #include "bn_rand_range.h"
2005
2006 static int test_rand_range_single(size_t n)
2007 {
2008     const unsigned int range = rand_range_cases[n].range;
2009     const unsigned int iterations = rand_range_cases[n].iterations;
2010     const double critical = rand_range_cases[n].critical;
2011     const double expected = iterations / (double)range;
2012     double sum = 0;
2013     BIGNUM *rng = NULL, *val = NULL;
2014     size_t *counts;
2015     unsigned int i, v;
2016     int res = 0;
2017
2018     if (!TEST_ptr(counts = OPENSSL_zalloc(sizeof(*counts) * range))
2019         || !TEST_ptr(rng = BN_new())
2020         || !TEST_ptr(val = BN_new())
2021         || !TEST_true(BN_set_word(rng, range)))
2022         goto err;
2023     for (i = 0; i < iterations; i++) {
2024         if (!TEST_true(BN_rand_range(val, rng))
2025             || !TEST_uint_lt(v = (unsigned int)BN_get_word(val), range))
2026             goto err;
2027         counts[v]++;
2028     }
2029
2030     for (i = 0; i < range; i++) {
2031         const double delta = counts[i] - expected;
2032         sum += delta * delta;
2033     }
2034     sum /= expected;
2035
2036     if (sum > critical) {
2037         TEST_info("Chi^2 test negative %.4f > %4.f", sum, critical);
2038         TEST_note("test case %zu  range %u  iterations %u", n + 1, range,
2039                   iterations);
2040         goto err;
2041     }
2042
2043     res = 1;
2044 err:
2045     BN_free(rng);
2046     BN_free(val);
2047     OPENSSL_free(counts);
2048     return res;
2049 }
2050
2051 static int test_rand_range(void)
2052 {
2053     int n_success = 0;
2054     size_t i;
2055
2056     for (i = 0; i < OSSL_NELEM(rand_range_cases); i++)
2057         n_success += test_rand_range_single(i);
2058     if (TEST_int_ge(n_success, binomial_critical))
2059         return 1;
2060     TEST_note("This test is expected to fail by chance 0.01%% of the time.");
2061     return 0;
2062 }
2063
2064 static int test_negzero(void)
2065 {
2066     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *c = NULL, *d = NULL;
2067     BIGNUM *numerator = NULL, *denominator = NULL;
2068     int consttime, st = 0;
2069
2070     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
2071             || !TEST_ptr(b = BN_new())
2072             || !TEST_ptr(c = BN_new())
2073             || !TEST_ptr(d = BN_new()))
2074         goto err;
2075
2076     /* Test that BN_mul never gives negative zero. */
2077     if (!TEST_true(BN_set_word(a, 1)))
2078         goto err;
2079     BN_set_negative(a, 1);
2080     BN_zero(b);
2081     if (!TEST_true(BN_mul(c, a, b, ctx)))
2082         goto err;
2083     if (!TEST_BN_eq_zero(c)
2084             || !TEST_BN_ge_zero(c))
2085         goto err;
2086
2087     for (consttime = 0; consttime < 2; consttime++) {
2088         if (!TEST_ptr(numerator = BN_new())
2089                 || !TEST_ptr(denominator = BN_new()))
2090             goto err;
2091         if (consttime) {
2092             BN_set_flags(numerator, BN_FLG_CONSTTIME);
2093             BN_set_flags(denominator, BN_FLG_CONSTTIME);
2094         }
2095         /* Test that BN_div never gives negative zero in the quotient. */
2096         if (!TEST_true(BN_set_word(numerator, 1))
2097                 || !TEST_true(BN_set_word(denominator, 2)))
2098             goto err;
2099         BN_set_negative(numerator, 1);
2100         if (!TEST_true(BN_div(a, b, numerator, denominator, ctx))
2101                 || !TEST_BN_eq_zero(a)
2102                 || !TEST_BN_ge_zero(a))
2103             goto err;
2104
2105         /* Test that BN_div never gives negative zero in the remainder. */
2106         if (!TEST_true(BN_set_word(denominator, 1))
2107                 || !TEST_true(BN_div(a, b, numerator, denominator, ctx))
2108                 || !TEST_BN_eq_zero(b)
2109                 || !TEST_BN_ge_zero(b))
2110             goto err;
2111         BN_free(numerator);
2112         BN_free(denominator);
2113         numerator = denominator = NULL;
2114     }
2115
2116     /* Test that BN_set_negative will not produce a negative zero. */
2117     BN_zero(a);
2118     BN_set_negative(a, 1);
2119     if (BN_is_negative(a))
2120         goto err;
2121     st = 1;
2122
2123  err:
2124     BN_free(a);
2125     BN_free(b);
2126     BN_free(c);
2127     BN_free(d);
2128     BN_free(numerator);
2129     BN_free(denominator);
2130     return st;
2131 }
2132
2133 static int test_badmod(void)
2134 {
2135     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *zero = NULL;
2136     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
2137     int st = 0;
2138
2139     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
2140             || !TEST_ptr(b = BN_new())
2141             || !TEST_ptr(zero = BN_new())
2142             || !TEST_ptr(mont = BN_MONT_CTX_new()))
2143         goto err;
2144     BN_zero(zero);
2145
2146     if (!TEST_false(BN_div(a, b, BN_value_one(), zero, ctx)))
2147         goto err;
2148     ERR_clear_error();
2149
2150     if (!TEST_false(BN_mod_mul(a, BN_value_one(), BN_value_one(), zero, ctx)))
2151         goto err;
2152     ERR_clear_error();
2153
2154     if (!TEST_false(BN_mod_exp(a, BN_value_one(), BN_value_one(), zero, ctx)))
2155         goto err;
2156     ERR_clear_error();
2157
2158     if (!TEST_false(BN_mod_exp_mont(a, BN_value_one(), BN_value_one(),
2159                                     zero, ctx, NULL)))
2160         goto err;
2161     ERR_clear_error();
2162
2163     if (!TEST_false(BN_mod_exp_mont_consttime(a, BN_value_one(), BN_value_one(),
2164                                               zero, ctx, NULL)))
2165         goto err;
2166     ERR_clear_error();
2167
2168     if (!TEST_false(BN_MONT_CTX_set(mont, zero, ctx)))
2169         goto err;
2170     ERR_clear_error();
2171
2172     /* Some operations also may not be used with an even modulus. */
2173     if (!TEST_true(BN_set_word(b, 16)))
2174         goto err;
2175
2176     if (!TEST_false(BN_MONT_CTX_set(mont, b, ctx)))
2177         goto err;
2178     ERR_clear_error();
2179
2180     if (!TEST_false(BN_mod_exp_mont(a, BN_value_one(), BN_value_one(),
2181                                     b, ctx, NULL)))
2182         goto err;
2183     ERR_clear_error();
2184
2185     if (!TEST_false(BN_mod_exp_mont_consttime(a, BN_value_one(), BN_value_one(),
2186                                               b, ctx, NULL)))
2187         goto err;
2188     ERR_clear_error();
2189
2190     st = 1;
2191  err:
2192     BN_free(a);
2193     BN_free(b);
2194     BN_free(zero);
2195     BN_MONT_CTX_free(mont);
2196     return st;
2197 }
2198
2199 static int test_expmodzero(void)
2200 {
2201     BIGNUM *a = NULL, *r = NULL, *zero = NULL;
2202     int st = 0;
2203
2204     if (!TEST_ptr(zero = BN_new())
2205             || !TEST_ptr(a = BN_new())
2206             || !TEST_ptr(r = BN_new()))
2207         goto err;
2208     BN_zero(zero);
2209
2210     if (!TEST_true(BN_mod_exp(r, a, zero, BN_value_one(), NULL))
2211             || !TEST_BN_eq_zero(r)
2212             || !TEST_true(BN_mod_exp_mont(r, a, zero, BN_value_one(),
2213                                           NULL, NULL))
2214             || !TEST_BN_eq_zero(r)
2215             || !TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(r, a, zero,
2216                                                     BN_value_one(),
2217                                                     NULL, NULL))
2218             || !TEST_BN_eq_zero(r)
2219             || !TEST_true(BN_mod_exp_mont_word(r, 42, zero,
2220                                                BN_value_one(), NULL, NULL))
2221             || !TEST_BN_eq_zero(r))
2222         goto err;
2223
2224     st = 1;
2225  err:
2226     BN_free(zero);
2227     BN_free(a);
2228     BN_free(r);
2229     return st;
2230 }
2231
2232 static int test_expmodone(void)
2233 {
2234     int ret = 0, i;
2235     BIGNUM *r = BN_new();
2236     BIGNUM *a = BN_new();
2237     BIGNUM *p = BN_new();
2238     BIGNUM *m = BN_new();
2239
2240     if (!TEST_ptr(r)
2241             || !TEST_ptr(a)
2242             || !TEST_ptr(p)
2243             || !TEST_ptr(p)
2244             || !TEST_ptr(m)
2245             || !TEST_true(BN_set_word(a, 1))
2246             || !TEST_true(BN_set_word(p, 0))
2247             || !TEST_true(BN_set_word(m, 1)))
2248         goto err;
2249
2250     /* Calculate r = 1 ^ 0 mod 1, and check the result is always 0 */
2251     for (i = 0; i < 2; i++) {
2252         if (!TEST_true(BN_mod_exp(r, a, p, m, NULL))
2253                 || !TEST_BN_eq_zero(r)
2254                 || !TEST_true(BN_mod_exp_mont(r, a, p, m, NULL, NULL))
2255                 || !TEST_BN_eq_zero(r)
2256                 || !TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(r, a, p, m, NULL, NULL))
2257                 || !TEST_BN_eq_zero(r)
2258                 || !TEST_true(BN_mod_exp_mont_word(r, 1, p, m, NULL, NULL))
2259                 || !TEST_BN_eq_zero(r)
2260                 || !TEST_true(BN_mod_exp_simple(r, a, p, m, NULL))
2261                 || !TEST_BN_eq_zero(r)
2262                 || !TEST_true(BN_mod_exp_recp(r, a, p, m, NULL))
2263                 || !TEST_BN_eq_zero(r))
2264             goto err;
2265         /* Repeat for r = 1 ^ 0 mod -1 */
2266         if (i == 0)
2267             BN_set_negative(m, 1);
2268     }
2269
2270     ret = 1;
2271  err:
2272     BN_free(r);
2273     BN_free(a);
2274     BN_free(p);
2275     BN_free(m);
2276     return ret;
2277 }
2278
2279 static int test_smallprime(int kBits)
2280 {
2281     BIGNUM *r;
2282     int st = 0;
2283
2284     if (!TEST_ptr(r = BN_new()))
2285         goto err;
2286
2287     if (kBits <= 1) {
2288         if (!TEST_false(BN_generate_prime_ex(r, kBits, 0,
2289                                              NULL, NULL, NULL)))
2290             goto err;
2291     } else {
2292         if (!TEST_true(BN_generate_prime_ex(r, kBits, 0,
2293                                             NULL, NULL, NULL))
2294                 || !TEST_int_eq(BN_num_bits(r), kBits))
2295             goto err;
2296     }
2297
2298     st = 1;
2299  err:
2300     BN_free(r);
2301     return st;
2302 }
2303
2304 static int test_smallsafeprime(int kBits)
2305 {
2306     BIGNUM *r;
2307     int st = 0;
2308
2309     if (!TEST_ptr(r = BN_new()))
2310         goto err;
2311
2312     if (kBits <= 5 && kBits != 3) {
2313         if (!TEST_false(BN_generate_prime_ex(r, kBits, 1,
2314                                              NULL, NULL, NULL)))
2315             goto err;
2316     } else {
2317         if (!TEST_true(BN_generate_prime_ex(r, kBits, 1,
2318                                             NULL, NULL, NULL))
2319                 || !TEST_int_eq(BN_num_bits(r), kBits))
2320             goto err;
2321     }
2322
2323     st = 1;
2324  err:
2325     BN_free(r);
2326     return st;
2327 }
2328
2329 static int primes[] = { 2, 3, 5, 7, 17863 };
2330
2331 static int test_is_prime(int i)
2332 {
2333     int ret = 0;
2334     BIGNUM *r = NULL;
2335     int trial;
2336
2337     if (!TEST_ptr(r = BN_new()))
2338         goto err;
2339
2340     for (trial = 0; trial <= 1; ++trial) {
2341         if (!TEST_true(BN_set_word(r, primes[i]))
2342                 || !TEST_int_eq(BN_check_prime(r, ctx, NULL),
2343                                 1))
2344             goto err;
2345     }
2346
2347     ret = 1;
2348  err:
2349     BN_free(r);
2350     return ret;
2351 }
2352
2353 static int not_primes[] = { -1, 0, 1, 4 };
2354
2355 static int test_not_prime(int i)
2356 {
2357     int ret = 0;
2358     BIGNUM *r = NULL;
2359     int trial;
2360
2361     if (!TEST_ptr(r = BN_new()))
2362         goto err;
2363
2364     for (trial = 0; trial <= 1; ++trial) {
2365         if (!TEST_true(BN_set_word(r, not_primes[i]))
2366                 || !TEST_false(BN_check_prime(r, ctx, NULL)))
2367             goto err;
2368     }
2369
2370     ret = 1;
2371  err:
2372     BN_free(r);
2373     return ret;
2374 }
2375
2376 static int test_ctx_set_ct_flag(BN_CTX *c)
2377 {
2378     int st = 0;
2379     size_t i;
2380     BIGNUM *b[15];
2381
2382     BN_CTX_start(c);
2383     for (i = 0; i < OSSL_NELEM(b); i++) {
2384         if (!TEST_ptr(b[i] = BN_CTX_get(c)))
2385             goto err;
2386         if (i % 2 == 1)
2387             BN_set_flags(b[i], BN_FLG_CONSTTIME);
2388     }
2389
2390     st = 1;
2391  err:
2392     BN_CTX_end(c);
2393     return st;
2394 }
2395
2396 static int test_ctx_check_ct_flag(BN_CTX *c)
2397 {
2398     int st = 0;
2399     size_t i;
2400     BIGNUM *b[30];
2401
2402     BN_CTX_start(c);
2403     for (i = 0; i < OSSL_NELEM(b); i++) {
2404         if (!TEST_ptr(b[i] = BN_CTX_get(c)))
2405             goto err;
2406         if (!TEST_false(BN_get_flags(b[i], BN_FLG_CONSTTIME)))
2407             goto err;
2408     }
2409
2410     st = 1;
2411  err:
2412     BN_CTX_end(c);
2413     return st;
2414 }
2415
2416 static int test_ctx_consttime_flag(void)
2417 {
2418     /*-
2419      * The constant-time flag should not "leak" among BN_CTX frames:
2420      *
2421      * - test_ctx_set_ct_flag() starts a frame in the given BN_CTX and
2422      *   sets the BN_FLG_CONSTTIME flag on some of the BIGNUMs obtained
2423      *   from the frame before ending it.
2424      * - test_ctx_check_ct_flag() then starts a new frame and gets a
2425      *   number of BIGNUMs from it. In absence of leaks, none of the
2426      *   BIGNUMs in the new frame should have BN_FLG_CONSTTIME set.
2427      *
2428      * In actual BN_CTX usage inside libcrypto the leak could happen at
2429      * any depth level in the BN_CTX stack, with varying results
2430      * depending on the patterns of sibling trees of nested function
2431      * calls sharing the same BN_CTX object, and the effect of
2432      * unintended BN_FLG_CONSTTIME on the called BN_* functions.
2433      *
2434      * This simple unit test abstracts away this complexity and verifies
2435      * that the leak does not happen between two sibling functions
2436      * sharing the same BN_CTX object at the same level of nesting.
2437      *
2438      */
2439     BN_CTX *nctx = NULL;
2440     BN_CTX *sctx = NULL;
2441     size_t i = 0;
2442     int st = 0;
2443
2444     if (!TEST_ptr(nctx = BN_CTX_new())
2445             || !TEST_ptr(sctx = BN_CTX_secure_new()))
2446         goto err;
2447
2448     for (i = 0; i < 2; i++) {
2449         BN_CTX *c = i == 0 ? nctx : sctx;
2450         if (!TEST_true(test_ctx_set_ct_flag(c))
2451                 || !TEST_true(test_ctx_check_ct_flag(c)))
2452             goto err;
2453     }
2454
2455     st = 1;
2456  err:
2457     BN_CTX_free(nctx);
2458     BN_CTX_free(sctx);
2459     return st;
2460 }
2461
2462 static int test_gcd_prime(void)
2463 {
2464     BIGNUM *a = NULL, *b = NULL, *gcd = NULL;
2465     int i, st = 0;
2466
2467     if (!TEST_ptr(a = BN_new())
2468             || !TEST_ptr(b = BN_new())
2469             || !TEST_ptr(gcd = BN_new()))
2470         goto err;
2471
2472     if (!TEST_true(BN_generate_prime_ex(a, 1024, 0, NULL, NULL, NULL)))
2473             goto err;
2474     for (i = 0; i < NUM0; i++) {
2475         if (!TEST_true(BN_generate_prime_ex(b, 1024, 0,
2476                                             NULL, NULL, NULL))
2477                 || !TEST_true(BN_gcd(gcd, a, b, ctx))
2478                 || !TEST_true(BN_is_one(gcd)))
2479             goto err;
2480     }
2481
2482     st = 1;
2483  err:
2484     BN_free(a);
2485     BN_free(b);
2486     BN_free(gcd);
2487     return st;
2488 }
2489
2490 typedef struct mod_exp_test_st
2491 {
2492   const char *base;
2493   const char *exp;
2494   const char *mod;
2495   const char *res;
2496 } MOD_EXP_TEST;
2497
2498 static const MOD_EXP_TEST ModExpTests[] = {
2499    /* original test vectors for rsaz_512_sqr bug, by OSS-Fuzz */
2500    {
2501        "1166180238001879113042182292626169621106255558914000595999312084"
2502        "4627946820899490684928760491249738643524880720584249698100907201"
2503        "002086675047927600340800371",
2504        "8000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
2505        "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"
2506        "00000000",
2507        "1340780792684523720980737645613191762604395855615117867483316354"
2508        "3294276330515137663421134775482798690129946803802212663956180562"
2509        "088664022929883876655300863",
2510        "8243904058268085430037326628480645845409758077568738532059032482"
2511        "8294114415890603594730158120426756266457928475330450251339773498"
2512        "26758407619521544102068438"
2513    },
2514    {
2515        "4974270041410803822078866696159586946995877618987010219312844726"
2516        "0284386121835740784990869050050504348861513337232530490826340663"
2517        "197278031692737429054",
2518        "4974270041410803822078866696159586946995877428188754995041148539"
2519        "1663243362592271353668158565195557417149981094324650322556843202"
2520        "946445882670777892608",
2521        "1340780716511420227215592830971452482815377482627251725537099028"
2522        "4429769497230131760206012644403029349547320953206103351725462999"
2523        "947509743623340557059752191",
2524        "5296244594780707015616522701706118082963369547253192207884519362"
2525        "1767869984947542695665420219028522815539559194793619684334900442"
2526        "49304558011362360473525933"
2527    },
2528    /* test vectors for rsaz_512_srq bug, with rcx/rbx=1 */
2529    {   /* between first and second iteration */
2530        "5148719036160389201525610950887605325980251964889646556085286545"
2531        "3931548809178823413169359635978762036512397113080988070677858033"
2532        "36463909753993540214027190",
2533        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2534        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2535        "05973284973216824503042158",
2536        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2537        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2538        "05973284973216824503042159",
2539        "1"
2540    },
2541    {   /* between second and third iteration */
2542        "8908340854353752577419678771330460827942371434853054158622636544"
2543        "8151360109722890949471912566649465436296659601091730745087014189"
2544        "2672764191218875181826063",
2545        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2546        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2547        "05973284973216824503042158",
2548        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2549        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2550        "05973284973216824503042159",
2551        "1"
2552    },
2553    {   /* between third and fourth iteration */
2554        "3427446396505596330634350984901719674479522569002785244080234738"
2555        "4288743635435746136297299366444548736533053717416735379073185344"
2556        "26985272974404612945608761",
2557        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2558        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2559        "05973284973216824503042158",
2560        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2561        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2562        "05973284973216824503042159",
2563        "1"
2564    },
2565    {   /* between fourth and fifth iteration */
2566        "3472743044917564564078857826111874560045331237315597383869652985"
2567        "6919870028890895988478351133601517365908445058405433832718206902"
2568        "4088133164805266956353542",
2569        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2570        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2571        "05973284973216824503042158",
2572        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2573        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2574        "05973284973216824503042159",
2575        "1"
2576    },
2577    {   /* between fifth and sixth iteration */
2578        "3608632990153469264412378349742339216742409743898601587274768025"
2579        "0110772032985643555192767717344946174122842255204082586753499651"
2580        "14483434992887431333675068",
2581        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2582        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2583        "05973284973216824503042158",
2584        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2585        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2586        "05973284973216824503042159",
2587        "1"
2588    },
2589    {   /* between sixth and seventh iteration */
2590        "8455374370234070242910508226941981520235709767260723212165264877"
2591        "8689064388017521524568434328264431772644802567028663962962025746"
2592        "9283458217850119569539086",
2593        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2594        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2595        "05973284973216824503042158",
2596        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2597        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2598        "05973284973216824503042159",
2599        "1"
2600    },
2601    {   /* between seventh and eighth iteration */
2602        "5155371529688532178421209781159131443543419764974688878527112131"
2603        "7446518205609427412336183157918981038066636807317733319323257603"
2604        "04416292040754017461076359",
2605        "1005585594745694782468051874865438459560952436544429503329267108"
2606        "2791323022555160232601405723625177570767523893639864538140315412"
2607        "108959927459825236754563832",
2608        "1005585594745694782468051874865438459560952436544429503329267108"
2609        "2791323022555160232601405723625177570767523893639864538140315412"
2610        "108959927459825236754563833",
2611        "1"
2612    },
2613    /* test vectors for rsaz_512_srq bug, with rcx/rbx=2 */
2614    {   /* between first and second iteration */
2615        "3155666506033786929967309937640790361084670559125912405342594979"
2616        "4345142818528956285490897841406338022378565972533508820577760065"
2617        "58494345853302083699912572",
2618        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2619        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2620        "05973284973216824503042158",
2621        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2622        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2623        "05973284973216824503042159",
2624        "1"
2625    },
2626    {   /* between second and third iteration */
2627        "3789819583801342198190405714582958759005991915505282362397087750"
2628        "4213544724644823098843135685133927198668818185338794377239590049"
2629        "41019388529192775771488319",
2630        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2631        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2632        "05973284973216824503042158",
2633        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2634        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2635        "05973284973216824503042159",
2636        "1"
2637    },
2638    {   /* between third and forth iteration */
2639        "4695752552040706867080542538786056470322165281761525158189220280"
2640        "4025547447667484759200742764246905647644662050122968912279199065"
2641        "48065034299166336940507214",
2642        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2643        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2644        "05973284973216824503042158",
2645        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2646        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2647        "05973284973216824503042159",
2648        "1"
2649    },
2650    {   /* between forth and fifth iteration */
2651        "2159140240970485794188159431017382878636879856244045329971239574"
2652        "8919691133560661162828034323196457386059819832804593989740268964"
2653        "74502911811812651475927076",
2654        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2655        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2656        "05973284973216824503042158",
2657        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2658        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2659        "05973284973216824503042159",
2660        "1"
2661    },
2662    {   /* between fifth and sixth iteration */
2663        "5239312332984325668414624633307915097111691815000872662334695514"
2664        "5436533521392362443557163429336808208137221322444780490437871903"
2665        "99972784701334569424519255",
2666        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2667        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2668        "05973284973216824503042158",
2669        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2670        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2671        "05973284973216824503042159",
2672        "1"
2673    },
2674    {   /* between sixth and seventh iteration */
2675        "1977953647322612860406858017869125467496941904523063466791308891"
2676        "1172796739058531929470539758361774569875505293428856181093904091"
2677        "33788264851714311303725089",
2678        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2679        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2680        "05973284973216824503042158",
2681        "6703903964971298549787012499102923063739682910296196688861780721"
2682        "8608820150367734884009371490834517138450159290932430254268769414"
2683        "05973284973216824503042159",
2684        "1"
2685    },
2686    {   /* between seventh and eighth iteration */
2687        "6456987954117763835533395796948878140715006860263624787492985786"
2688        "8514630216966738305923915688821526449499763719943997120302368211"
2689        "04813318117996225041943964",
2690        "1340780792994259709957402499820584612747936582059239337772356144"
2691        "3721764030073546976801874298166903427690031858186486050853753882"
2692        "811946551499689575296532556",
2693        "1340780792994259709957402499820584612747936582059239337772356144"
2694        "3721764030073546976801874298166903427690031858186486050853753882"
2695        "811946551499689575296532557",
2696        "1"
2697    }
2698 };
2699
2700 static int test_mod_exp(int i)
2701 {
2702     const MOD_EXP_TEST *test = &ModExpTests[i];
2703     int res = 0;
2704     BIGNUM* result = NULL;
2705     BIGNUM *base = NULL, *exponent = NULL, *modulo = NULL;
2706     char *s = NULL;
2707
2708     if (!TEST_ptr(result = BN_new())
2709             || !TEST_true(BN_dec2bn(&base, test->base))
2710             || !TEST_true(BN_dec2bn(&exponent, test->exp))
2711             || !TEST_true(BN_dec2bn(&modulo, test->mod)))
2712         goto err;
2713
2714     if (!TEST_int_eq(BN_mod_exp(result, base, exponent, modulo, ctx), 1))
2715         goto err;
2716
2717     if (!TEST_ptr(s = BN_bn2dec(result)))
2718         goto err;
2719
2720     if (!TEST_mem_eq(s, strlen(s), test->res, strlen(test->res)))
2721         goto err;
2722
2723     res = 1;
2724
2725  err:
2726     OPENSSL_free(s);
2727     BN_free(result);
2728     BN_free(base);
2729     BN_free(exponent);
2730     BN_free(modulo);
2731     return res;
2732 }
2733
2734 static int test_mod_exp_consttime(int i)
2735 {
2736     const MOD_EXP_TEST *test = &ModExpTests[i];
2737     int res = 0;
2738     BIGNUM* result = NULL;
2739     BIGNUM *base = NULL, *exponent = NULL, *modulo = NULL;
2740     char *s = NULL;
2741
2742     if (!TEST_ptr(result = BN_new())
2743             || !TEST_true(BN_dec2bn(&base, test->base))
2744             || !TEST_true(BN_dec2bn(&exponent, test->exp))
2745             || !TEST_true(BN_dec2bn(&modulo, test->mod)))
2746         goto err;
2747
2748     BN_set_flags(base, BN_FLG_CONSTTIME);
2749     BN_set_flags(exponent, BN_FLG_CONSTTIME);
2750     BN_set_flags(modulo, BN_FLG_CONSTTIME);
2751
2752     if (!TEST_int_eq(BN_mod_exp(result, base, exponent, modulo, ctx), 1))
2753         goto err;
2754
2755     if (!TEST_ptr(s = BN_bn2dec(result)))
2756         goto err;
2757
2758     if (!TEST_mem_eq(s, strlen(s), test->res, strlen(test->res)))
2759         goto err;
2760
2761     res = 1;
2762
2763  err:
2764     OPENSSL_free(s);
2765     BN_free(result);
2766     BN_free(base);
2767     BN_free(exponent);
2768     BN_free(modulo);
2769     return res;
2770 }
2771
2772 static int file_test_run(STANZA *s)
2773 {
2774     static const FILETEST filetests[] = {
2775         {"Sum", file_sum},
2776         {"LShift1", file_lshift1},
2777         {"LShift", file_lshift},
2778         {"RShift", file_rshift},
2779         {"Square", file_square},
2780         {"Product", file_product},
2781         {"Quotient", file_quotient},
2782         {"ModMul", file_modmul},
2783         {"ModExp", file_modexp},
2784         {"Exp", file_exp},
2785         {"ModSqrt", file_modsqrt},
2786         {"GCD", file_gcd},
2787     };
2788     int numtests = OSSL_NELEM(filetests);
2789     const FILETEST *tp = filetests;
2790
2791     for ( ; --numtests >= 0; tp++) {
2792         if (findattr(s, tp->name) != NULL) {
2793             if (!tp->func(s)) {
2794                 TEST_info("%s:%d: Failed %s test",
2795                           s->test_file, s->start, tp->name);
2796                 return 0;
2797             }
2798             return 1;
2799         }
2800     }
2801     TEST_info("%s:%d: Unknown test", s->test_file, s->start);
2802     return 0;
2803 }
2804
2805 static int run_file_tests(int i)
2806 {
2807     STANZA *s = NULL;
2808     char *testfile = test_get_argument(i);
2809     int c;
2810
2811     if (!TEST_ptr(s = OPENSSL_zalloc(sizeof(*s))))
2812         return 0;
2813     if (!test_start_file(s, testfile)) {
2814         OPENSSL_free(s);
2815         return 0;
2816     }
2817
2818     /* Read test file. */
2819     while (!BIO_eof(s->fp) && test_readstanza(s)) {
2820         if (s->numpairs == 0)
2821             continue;
2822         if (!file_test_run(s))
2823             s->errors++;
2824         s->numtests++;
2825         test_clearstanza(s);
2826     }
2827     test_end_file(s);
2828     c = s->errors;
2829     OPENSSL_free(s);
2830
2831     return c == 0;
2832 }
2833
2834 typedef enum OPTION_choice {
2835     OPT_ERR = -1,
2836     OPT_EOF = 0,
2837     OPT_STOCHASTIC_TESTS,
2838     OPT_TEST_ENUM
2839 } OPTION_CHOICE;
2840
2841 const OPTIONS *test_get_options(void)
2842 {
2843     static const OPTIONS test_options[] = {
2844         OPT_TEST_OPTIONS_WITH_EXTRA_USAGE("[file...]\n"),
2845         { "stochastic", OPT_STOCHASTIC_TESTS, '-', "Run stochastic tests" },
2846         { OPT_HELP_STR, 1, '-',
2847           "file\tFile to run tests on. Normal tests are not run\n" },
2848         { NULL }
2849     };
2850     return test_options;
2851 }
2852
2853 int setup_tests(void)
2854 {
2855     OPTION_CHOICE o;
2856     int n, stochastic = 0;
2857
2858     while ((o = opt_next()) != OPT_EOF) {
2859         switch (o) {
2860         case OPT_STOCHASTIC_TESTS:
2861             stochastic = 1;
2862             break;
2863         case OPT_TEST_CASES:
2864            break;
2865         default:
2866         case OPT_ERR:
2867             return 0;
2868         }
2869     }
2870     n  = test_get_argument_count();
2871
2872     if (!TEST_ptr(ctx = BN_CTX_new()))
2873         return 0;
2874
2875     if (n == 0) {
2876         ADD_TEST(test_sub);
2877         ADD_TEST(test_div_recip);
2878         ADD_TEST(test_mod);
2879         ADD_TEST(test_modexp_mont5);
2880         ADD_TEST(test_kronecker);
2881         ADD_TEST(test_rand);
2882         ADD_TEST(test_bn2padded);
2883         ADD_TEST(test_dec2bn);
2884         ADD_TEST(test_hex2bn);
2885         ADD_TEST(test_asc2bn);
2886         ADD_ALL_TESTS(test_mpi, (int)OSSL_NELEM(kMPITests));
2887         ADD_TEST(test_negzero);
2888         ADD_TEST(test_badmod);
2889         ADD_TEST(test_expmodzero);
2890         ADD_TEST(test_expmodone);
2891         ADD_ALL_TESTS(test_smallprime, 16);
2892         ADD_ALL_TESTS(test_smallsafeprime, 16);
2893         ADD_TEST(test_swap);
2894         ADD_TEST(test_ctx_consttime_flag);
2895 #ifndef OPENSSL_NO_EC2M
2896         ADD_TEST(test_gf2m_add);
2897         ADD_TEST(test_gf2m_mod);
2898         ADD_TEST(test_gf2m_mul);
2899         ADD_TEST(test_gf2m_sqr);
2900         ADD_TEST(test_gf2m_modinv);
2901         ADD_TEST(test_gf2m_moddiv);
2902         ADD_TEST(test_gf2m_modexp);
2903         ADD_TEST(test_gf2m_modsqrt);
2904         ADD_TEST(test_gf2m_modsolvequad);
2905 #endif
2906         ADD_ALL_TESTS(test_is_prime, (int)OSSL_NELEM(primes));
2907         ADD_ALL_TESTS(test_not_prime, (int)OSSL_NELEM(not_primes));
2908         ADD_TEST(test_gcd_prime);
2909         ADD_ALL_TESTS(test_mod_exp, (int)OSSL_NELEM(ModExpTests));
2910         ADD_ALL_TESTS(test_mod_exp_consttime, (int)OSSL_NELEM(ModExpTests));
2911         if (stochastic)
2912             ADD_TEST(test_rand_range);
2913     } else {
2914         ADD_ALL_TESTS(run_file_tests, n);
2915     }
2916     return 1;
2917 }
2918
2919 void cleanup_tests(void)
2920 {
2921     BN_CTX_free(ctx);
2922 }