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[openssl.git] / crypto / bn / bn_exp.c
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  */
 
 #include "internal/cryptlib.h"
@@ -144,17 +43,15 @@ int BN_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx)
     int i, bits, ret = 0;
     BIGNUM *v, *rr;
 
-    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
+    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
         /* BN_FLG_CONSTTIME only supported by BN_mod_exp_mont() */
         BNerr(BN_F_BN_EXP, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
-        return -1;
+        return 0;
     }
 
     BN_CTX_start(ctx);
-    if ((r == a) || (r == p))
-        rr = BN_CTX_get(ctx);
-    else
-        rr = r;
+    rr = ((r == a) || (r == p)) ? BN_CTX_get(ctx) : r;
     v = BN_CTX_get(ctx);
     if (rr == NULL || v == NULL)
         goto err;
@@ -179,13 +76,14 @@ int BN_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx)
                 goto err;
         }
     }
-    if (r != rr)
-        BN_copy(r, rr);
+    if (r != rr && BN_copy(r, rr) == NULL)
+        goto err;
+
     ret = 1;
  err:
     BN_CTX_end(ctx);
     bn_check_top(r);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
 
 int BN_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m,
@@ -198,7 +96,7 @@ int BN_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m,
     bn_check_top(m);
 
     /*-
-     * For even modulus  m = 2^k*m_odd,  it might make sense to compute
+     * For even modulus  m = 2^k*m_odd, it might make sense to compute
      * a^p mod m_odd  and  a^p mod 2^k  separately (with Montgomery
      * exponentiation for the odd part), using appropriate exponent
      * reductions, and combine the results using the CRT.
@@ -233,17 +131,12 @@ int BN_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m,
 #define RECP_MUL_MOD
 
 #ifdef MONT_MUL_MOD
-    /*
-     * I have finally been able to take out this pre-condition of the top bit
-     * being set.  It was caused by an error in BN_div with negatives.  There
-     * was also another problem when for a^b%m a >= m.  eay 07-May-97
-     */
-    /* if ((m->d[m->top-1]&BN_TBIT) && BN_is_odd(m)) */
-
     if (BN_is_odd(m)) {
 # ifdef MONT_EXP_WORD
         if (a->top == 1 && !a->neg
-            && (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) == 0)) {
+            && (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) == 0)
+            && (BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME) == 0)
+            && (BN_get_flags(m, BN_FLG_CONSTTIME) == 0)) {
             BN_ULONG A = a->d[0];
             ret = BN_mod_exp_mont_word(r, A, p, m, ctx, NULL);
         } else
@@ -262,7 +155,7 @@ int BN_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m,
 #endif
 
     bn_check_top(r);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
 
 int BN_mod_exp_recp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
@@ -275,10 +168,12 @@ int BN_mod_exp_recp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     BIGNUM *val[TABLE_SIZE];
     BN_RECP_CTX recp;
 
-    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
+    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(m, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
         /* BN_FLG_CONSTTIME only supported by BN_mod_exp_mont() */
         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP_RECP, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
-        return -1;
+        return 0;
     }
 
     bits = BN_num_bits(p);
@@ -296,7 +191,7 @@ int BN_mod_exp_recp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     BN_CTX_start(ctx);
     aa = BN_CTX_get(ctx);
     val[0] = BN_CTX_get(ctx);
-    if (!aa || !val[0])
+    if (val[0] == NULL)
         goto err;
 
     BN_RECP_CTX_init(&recp);
@@ -395,7 +290,7 @@ int BN_mod_exp_recp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     BN_CTX_end(ctx);
     BN_RECP_CTX_free(&recp);
     bn_check_top(r);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
 
 int BN_mod_exp_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
@@ -409,7 +304,9 @@ int BN_mod_exp_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     BIGNUM *val[TABLE_SIZE];
     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
 
-    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
+    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(m, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
         return BN_mod_exp_mont_consttime(rr, a, p, m, ctx, in_mont);
     }
 
@@ -419,7 +316,7 @@ int BN_mod_exp_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 
     if (!BN_is_odd(m)) {
         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP_MONT, BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS);
-        return (0);
+        return 0;
     }
     bits = BN_num_bits(p);
     if (bits == 0) {
@@ -437,7 +334,7 @@ int BN_mod_exp_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     d = BN_CTX_get(ctx);
     r = BN_CTX_get(ctx);
     val[0] = BN_CTX_get(ctx);
-    if (!d || !r || !val[0])
+    if (val[0] == NULL)
         goto err;
 
     /*
@@ -573,7 +470,7 @@ int BN_mod_exp_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
         BN_MONT_CTX_free(mont);
     BN_CTX_end(ctx);
     bn_check_top(rr);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
 
 #if defined(SPARC_T4_MONT)
@@ -628,6 +525,14 @@ static int MOD_EXP_CTIME_COPY_FROM_PREBUF(BIGNUM *b, int top,
 {
     int i, j;
     int width = 1 << window;
+    /*
+     * We declare table 'volatile' in order to discourage compiler
+     * from reordering loads from the table. Concern is that if
+     * reordered in specific manner loads might give away the
+     * information we are trying to conceal. Some would argue that
+     * compiler can reorder them anyway, but it can as well be
+     * argued that doing so would be violation of standard...
+     */
     volatile BN_ULONG *table = (volatile BN_ULONG *)buf;
 
     if (bn_wexpand(b, top) == NULL)
@@ -713,12 +618,16 @@ int BN_mod_exp_mont_consttime(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 
     if (!BN_is_odd(m)) {
         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP_MONT_CONSTTIME, BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS);
-        return (0);
+        return 0;
     }
 
     top = m->top;
 
-    bits = BN_num_bits(p);
+    /*
+     * Use all bits stored in |p|, rather than |BN_num_bits|, so we do not leak
+     * whether the top bits are zero.
+     */
+    bits = p->top * BN_BITS2;
     if (bits == 0) {
         /* x**0 mod 1 is still zero. */
         if (BN_is_one(m)) {
@@ -746,31 +655,33 @@ int BN_mod_exp_mont_consttime(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     }
 
 #ifdef RSAZ_ENABLED
-    /*
-     * If the size of the operands allow it, perform the optimized
-     * RSAZ exponentiation. For further information see
-     * crypto/bn/rsaz_exp.c and accompanying assembly modules.
-     */
-    if ((16 == a->top) && (16 == p->top) && (BN_num_bits(m) == 1024)
-        && rsaz_avx2_eligible()) {
-        if (NULL == bn_wexpand(rr, 16))
+    if (!a->neg) {
+        /*
+         * If the size of the operands allow it, perform the optimized
+         * RSAZ exponentiation. For further information see
+         * crypto/bn/rsaz_exp.c and accompanying assembly modules.
+         */
+        if ((16 == a->top) && (16 == p->top) && (BN_num_bits(m) == 1024)
+            && rsaz_avx2_eligible()) {
+            if (NULL == bn_wexpand(rr, 16))
+                goto err;
+            RSAZ_1024_mod_exp_avx2(rr->d, a->d, p->d, m->d, mont->RR.d,
+                                   mont->n0[0]);
+            rr->top = 16;
+            rr->neg = 0;
+            bn_correct_top(rr);
+            ret = 1;
             goto err;
-        RSAZ_1024_mod_exp_avx2(rr->d, a->d, p->d, m->d, mont->RR.d,
-                               mont->n0[0]);
-        rr->top = 16;
-        rr->neg = 0;
-        bn_correct_top(rr);
-        ret = 1;
-        goto err;
-    } else if ((8 == a->top) && (8 == p->top) && (BN_num_bits(m) == 512)) {
-        if (NULL == bn_wexpand(rr, 8))
+        } else if ((8 == a->top) && (8 == p->top) && (BN_num_bits(m) == 512)) {
+            if (NULL == bn_wexpand(rr, 8))
+                goto err;
+            RSAZ_512_mod_exp(rr->d, a->d, p->d, m->d, mont->n0[0], mont->RR.d);
+            rr->top = 8;
+            rr->neg = 0;
+            bn_correct_top(rr);
+            ret = 1;
             goto err;
-        RSAZ_512_mod_exp(rr->d, a->d, p->d, m->d, mont->n0[0], mont->RR.d);
-        rr->top = 8;
-        rr->neg = 0;
-        bn_correct_top(rr);
-        ret = 1;
-        goto err;
+        }
     }
 #endif
 
@@ -843,7 +754,7 @@ int BN_mod_exp_mont_consttime(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 
     /* prepare a^1 in Montgomery domain */
     if (a->neg || BN_ucmp(a, m) >= 0) {
-        if (!BN_mod(&am, a, m, ctx))
+        if (!BN_nnmod(&am, a, m, ctx))
             goto err;
         if (!BN_to_montgomery(&am, &am, mont, ctx))
             goto err;
@@ -1184,7 +1095,7 @@ int BN_mod_exp_mont_consttime(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
         OPENSSL_free(powerbufFree);
     }
     BN_CTX_end(ctx);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
 
 int BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *rr, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
@@ -1194,7 +1105,7 @@ int BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *rr, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
     int b, bits, ret = 0;
     int r_is_one;
     BN_ULONG w, next_w;
-    BIGNUM *d, *r, *t;
+    BIGNUM *r, *t;
     BIGNUM *swap_tmp;
 #define BN_MOD_MUL_WORD(r, w, m) \
                 (BN_mul_word(r, (w)) && \
@@ -1213,10 +1124,11 @@ int BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *rr, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
 #define BN_TO_MONTGOMERY_WORD(r, w, mont) \
                 (BN_set_word(r, (w)) && BN_to_montgomery(r, r, (mont), ctx))
 
-    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
+    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(m, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
         /* BN_FLG_CONSTTIME only supported by BN_mod_exp_mont() */
         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP_MONT_WORD, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
-        return -1;
+        return 0;
     }
 
     bn_check_top(p);
@@ -1224,7 +1136,7 @@ int BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *rr, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
 
     if (!BN_is_odd(m)) {
         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP_MONT_WORD, BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS);
-        return (0);
+        return 0;
     }
     if (m->top == 1)
         a %= m->d[0];           /* make sure that 'a' is reduced */
@@ -1247,10 +1159,9 @@ int BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *rr, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
     }
 
     BN_CTX_start(ctx);
-    d = BN_CTX_get(ctx);
     r = BN_CTX_get(ctx);
     t = BN_CTX_get(ctx);
-    if (d == NULL || r == NULL || t == NULL)
+    if (t == NULL)
         goto err;
 
     if (in_mont != NULL)
@@ -1331,7 +1242,7 @@ int BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *rr, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
         BN_MONT_CTX_free(mont);
     BN_CTX_end(ctx);
     bn_check_top(rr);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
 
 /* The old fallback, simple version :-) */
@@ -1344,14 +1255,16 @@ int BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     /* Table of variables obtained from 'ctx' */
     BIGNUM *val[TABLE_SIZE];
 
-    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
+    if (BN_get_flags(p, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME) != 0
+            || BN_get_flags(m, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
         /* BN_FLG_CONSTTIME only supported by BN_mod_exp_mont() */
         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP_SIMPLE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
-        return -1;
+        return 0;
     }
 
     bits = BN_num_bits(p);
-   if (bits == 0) {
+    if (bits == 0) {
         /* x**0 mod 1 is still zero. */
         if (BN_is_one(m)) {
             ret = 1;
@@ -1365,7 +1278,7 @@ int BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
     BN_CTX_start(ctx);
     d = BN_CTX_get(ctx);
     val[0] = BN_CTX_get(ctx);
-    if (!d || !val[0])
+    if (val[0] == NULL)
         goto err;
 
     if (!BN_nnmod(val[0], a, m, ctx))
@@ -1450,5 +1363,5 @@ int BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
  err:
     BN_CTX_end(ctx);
     bn_check_top(r);
-    return (ret);
+    return ret;
 }