memset, memcpy, sizeof consistency fixes
[openssl.git] / crypto / bn / bn_mont.c
index 3a087fdce9ee8a5ffd16758146adf9ebedbc54b9..613a384c51dc275092afedbe204d82ebae5f51f1 100644 (file)
@@ -5,21 +5,21 @@
  * This package is an SSL implementation written
  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
- * 
+ *
  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
- * 
+ *
  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  * the code are not to be removed.
  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  * as the author of the parts of the library used.
  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  * in documentation (online or textual) provided with the package.
- * 
+ *
  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  * modification, are permitted provided that the following conditions
  * are met:
  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  *    being used are not cryptographic related :-).
- * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from 
+ * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
- * 
+ *
  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  * SUCH DAMAGE.
- * 
+ *
  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  * copied and put under another distribution licence
  * [including the GNU Public Licence.]
  */
+/* ====================================================================
+ * Copyright (c) 1998-2006 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions
+ * are met:
+ *
+ * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
+ *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
+ *
+ * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
+ *    the documentation and/or other materials provided with the
+ *    distribution.
+ *
+ * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
+ *    software must display the following acknowledgment:
+ *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+ *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
+ *
+ * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
+ *    endorse or promote products derived from this software without
+ *    prior written permission. For written permission, please contact
+ *    openssl-core@openssl.org.
+ *
+ * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
+ *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
+ *    permission of the OpenSSL Project.
+ *
+ * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
+ *    acknowledgment:
+ *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+ *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
+ * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
+ * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+ * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
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+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
+ * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
+ * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
+ * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
+ * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
+ * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
+ * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ * ====================================================================
+ *
+ * This product includes cryptographic software written by Eric Young
+ * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
+ * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
+ *
+ */
 
 /*
  * Details about Montgomery multiplication algorithms can be found at
  * sections 3.8 and 4.2 in http://security.ece.orst.edu/koc/papers/r01rsasw.pdf
  */
 
-#include <stdio.h>
 #include "cryptlib.h"
 #include "bn_lcl.h"
 
-#define MONT_WORD /* use the faster word-based algorithm */
+#define MONT_WORD               /* use the faster word-based algorithm */
 
 #ifdef MONT_WORD
 static int BN_from_montgomery_word(BIGNUM *ret, BIGNUM *r, BN_MONT_CTX *mont);
 #endif
 
 int BN_mod_mul_montgomery(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
-                         BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx)
-       {
-       BIGNUM *tmp;
-       int ret=0;
+                          BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx)
+{
+    BIGNUM *tmp;
+    int ret = 0;
 #if defined(OPENSSL_BN_ASM_MONT) && defined(MONT_WORD)
-       int num = mont->N.top;
-
-       if (num>1 && a->top==num && b->top==num)
-               {
-               if (bn_wexpand(r,num) == NULL) return(0);
-               if (bn_mul_mont(r->d,a->d,b->d,mont->N.d,mont->n0,num))
-                       {
-                       r->neg = a->neg^b->neg;
-                       r->top = num;
-                       bn_correct_top(r);
-                       return(1);
-                       }
-               }
+    int num = mont->N.top;
+
+    if (num > 1 && a->top == num && b->top == num) {
+        if (bn_wexpand(r, num) == NULL)
+            return (0);
+        if (bn_mul_mont(r->d, a->d, b->d, mont->N.d, mont->n0, num)) {
+            r->neg = a->neg ^ b->neg;
+            r->top = num;
+            bn_correct_top(r);
+            return (1);
+        }
+    }
 #endif
 
-       BN_CTX_start(ctx);
-       tmp = BN_CTX_get(ctx);
-       if (tmp == NULL) goto err;
-
-       bn_check_top(tmp);
-       if (a == b)
-               {
-               if (!BN_sqr(tmp,a,ctx)) goto err;
-               }
-       else
-               {
-               if (!BN_mul(tmp,a,b,ctx)) goto err;
-               }
-       /* reduce from aRR to aR */
+    BN_CTX_start(ctx);
+    tmp = BN_CTX_get(ctx);
+    if (tmp == NULL)
+        goto err;
+
+    bn_check_top(tmp);
+    if (a == b) {
+        if (!BN_sqr(tmp, a, ctx))
+            goto err;
+    } else {
+        if (!BN_mul(tmp, a, b, ctx))
+            goto err;
+    }
+    /* reduce from aRR to aR */
 #ifdef MONT_WORD
-       if (!BN_from_montgomery_word(r,tmp,mont)) goto err;
+    if (!BN_from_montgomery_word(r, tmp, mont))
+        goto err;
 #else
-       if (!BN_from_montgomery(r,tmp,mont,ctx)) goto err;
+    if (!BN_from_montgomery(r, tmp, mont, ctx))
+        goto err;
 #endif
-       bn_check_top(r);
-       ret=1;
-err:
-       BN_CTX_end(ctx);
-       return(ret);
-       }
+    bn_check_top(r);
+    ret = 1;
+ err:
+    BN_CTX_end(ctx);
+    return (ret);
+}
 
 #ifdef MONT_WORD
 static int BN_from_montgomery_word(BIGNUM *ret, BIGNUM *r, BN_MONT_CTX *mont)
-       {
-       BIGNUM *n;
-       BN_ULONG *ap,*np,*rp,n0,v,*nrp;
-       int al,nl,max,i,x,ri;
-
-       n= &(mont->N);
-       /* mont->ri is the size of mont->N in bits (rounded up
-          to the word size) */
-       al=ri=mont->ri/BN_BITS2;
-
-       nl=n->top;
-       if ((al == 0) || (nl == 0)) { ret->top=0; return(1); }
-
-       max=(nl+al+1); /* allow for overflow (no?) XXX */
-       if (bn_wexpand(r,max) == NULL) return(0);
-
-       r->neg^=n->neg;
-       np=n->d;
-       rp=r->d;
-       nrp= &(r->d[nl]);
-
-       /* clear the top words of T */
-#if 1
-       for (i=r->top; i<max; i++) /* memset? XXX */
-               r->d[i]=0;
-#else
-       memset(&(r->d[r->top]),0,(max-r->top)*sizeof(BN_ULONG)); 
-#endif
-
-       r->top=max;
-       n0=mont->n0;
-
-#ifdef BN_COUNT
-       fprintf(stderr,"word BN_from_montgomery_word %d * %d\n",nl,nl);
-#endif
-       for (i=0; i<nl; i++)
-               {
-#ifdef __TANDEM
-                {
-                   long long t1;
-                   long long t2;
-                   long long t3;
-                   t1 = rp[0] * (n0 & 0177777);
-                   t2 = 037777600000l;
-                   t2 = n0 & t2;
-                   t3 = rp[0] & 0177777;
-                   t2 = (t3 * t2) & BN_MASK2;
-                   t1 = t1 + t2;
-                   v=bn_mul_add_words(rp,np,nl,(BN_ULONG) t1);
-                }
-#else
-               v=bn_mul_add_words(rp,np,nl,(rp[0]*n0)&BN_MASK2);
-#endif
-               nrp++;
-               rp++;
-               if (((nrp[-1]+=v)&BN_MASK2) >= v)
-                       continue;
-               else
-                       {
-                       if (((++nrp[0])&BN_MASK2) != 0) continue;
-                       if (((++nrp[1])&BN_MASK2) != 0) continue;
-                       for (x=2; (((++nrp[x])&BN_MASK2) == 0); x++) ;
-                       }
-               }
-       bn_correct_top(r);
-       
-       /* mont->ri will be a multiple of the word size */
-#if 0
-       BN_rshift(ret,r,mont->ri);
-#else
-       if (r->top < ri)
-               {
-               ret->top=0;
-               return(1);
-               }
-       al=r->top-ri;
-       if (bn_wexpand(ret,al) == NULL) return(0);
-       ret->neg=r->neg;
-       ret->top=al;
-
-       rp=ret->d;
-       ap=&(r->d[ri]);
-       al-=4;
-       for (i=0; i<al; i+=4)
-               {
-               BN_ULONG t1,t2,t3,t4;
-               
-               t1=ap[i+0];
-               t2=ap[i+1];
-               t3=ap[i+2];
-               t4=ap[i+3];
-               rp[i+0]=t1;
-               rp[i+1]=t2;
-               rp[i+2]=t3;
-               rp[i+3]=t4;
-               }
-       al+=4;
-       for (; i<al; i++)
-               rp[i]=ap[i];
-#endif
-
-       if (BN_ucmp(ret, &(mont->N)) >= 0)
-               {
-               if (!BN_usub(ret,ret,&(mont->N))) return(0);
-               }
-       bn_check_top(ret);
-
-       return(1);
-       }
-#endif /* MONT_WORD */
+{
+    BIGNUM *n;
+    BN_ULONG *ap, *np, *rp, n0, v, carry;
+    int nl, max, i;
+
+    n = &(mont->N);
+    nl = n->top;
+    if (nl == 0) {
+        ret->top = 0;
+        return (1);
+    }
+
+    max = (2 * nl);             /* carry is stored separately */
+    if (bn_wexpand(r, max) == NULL)
+        return (0);
+
+    r->neg ^= n->neg;
+    np = n->d;
+    rp = r->d;
+
+    /* clear the top words of T */
+    memset(&rp[r->top], 0, sizeof(*rp) * (max - r->top));
+
+    r->top = max;
+    n0 = mont->n0[0];
+
+    for (carry = 0, i = 0; i < nl; i++, rp++) {
+        v = bn_mul_add_words(rp, np, nl, (rp[0] * n0) & BN_MASK2);
+        v = (v + carry + rp[nl]) & BN_MASK2;
+        carry |= (v != rp[nl]);
+        carry &= (v <= rp[nl]);
+        rp[nl] = v;
+    }
+
+    if (bn_wexpand(ret, nl) == NULL)
+        return (0);
+    ret->top = nl;
+    ret->neg = r->neg;
+
+    rp = ret->d;
+    ap = &(r->d[nl]);
+
+# define BRANCH_FREE 1
+# if BRANCH_FREE
+    {
+        BN_ULONG *nrp;
+        size_t m;
+
+        v = bn_sub_words(rp, ap, np, nl) - carry;
+        /*
+         * if subtraction result is real, then trick unconditional memcpy
+         * below to perform in-place "refresh" instead of actual copy.
+         */
+        m = (0 - (size_t)v);
+        nrp =
+            (BN_ULONG *)(((PTR_SIZE_INT) rp & ~m) | ((PTR_SIZE_INT) ap & m));
+
+        for (i = 0, nl -= 4; i < nl; i += 4) {
+            BN_ULONG t1, t2, t3, t4;
+
+            t1 = nrp[i + 0];
+            t2 = nrp[i + 1];
+            t3 = nrp[i + 2];
+            ap[i + 0] = 0;
+            t4 = nrp[i + 3];
+            ap[i + 1] = 0;
+            rp[i + 0] = t1;
+            ap[i + 2] = 0;
+            rp[i + 1] = t2;
+            ap[i + 3] = 0;
+            rp[i + 2] = t3;
+            rp[i + 3] = t4;
+        }
+        for (nl += 4; i < nl; i++)
+            rp[i] = nrp[i], ap[i] = 0;
+    }
+# else
+    if (bn_sub_words(rp, ap, np, nl) - carry)
+        memcpy(rp, ap, nl * sizeof(BN_ULONG));
+# endif
+    bn_correct_top(r);
+    bn_correct_top(ret);
+    bn_check_top(ret);
+
+    return (1);
+}
+#endif                          /* MONT_WORD */
 
 int BN_from_montgomery(BIGNUM *ret, const BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
-            BN_CTX *ctx)
-       {
-       int retn=0;
+                       BN_CTX *ctx)
+{
+    int retn = 0;
 #ifdef MONT_WORD
-       BIGNUM *t;
-
-       BN_CTX_start(ctx);
-       if ((t = BN_CTX_get(ctx)) && BN_copy(t,a))
-               retn = BN_from_montgomery_word(ret,t,mont);
-       BN_CTX_end(ctx);
-#else /* !MONT_WORD */
-       BIGNUM *t1,*t2;
-
-       BN_CTX_start(ctx);
-       t1 = BN_CTX_get(ctx);
-       t2 = BN_CTX_get(ctx);
-       if (t1 == NULL || t2 == NULL) goto err;
-       
-       if (!BN_copy(t1,a)) goto err;
-       BN_mask_bits(t1,mont->ri);
-
-       if (!BN_mul(t2,t1,&mont->Ni,ctx)) goto err;
-       BN_mask_bits(t2,mont->ri);
-
-       if (!BN_mul(t1,t2,&mont->N,ctx)) goto err;
-       if (!BN_add(t2,a,t1)) goto err;
-       if (!BN_rshift(ret,t2,mont->ri)) goto err;
-
-       if (BN_ucmp(ret, &(mont->N)) >= 0)
-               {
-               if (!BN_usub(ret,ret,&(mont->N))) goto err;
-               }
-       retn=1;
-       bn_check_top(ret);
+    BIGNUM *t;
+
+    BN_CTX_start(ctx);
+    if ((t = BN_CTX_get(ctx)) && BN_copy(t, a))
+        retn = BN_from_montgomery_word(ret, t, mont);
+    BN_CTX_end(ctx);
+#else                           /* !MONT_WORD */
+    BIGNUM *t1, *t2;
+
+    BN_CTX_start(ctx);
+    t1 = BN_CTX_get(ctx);
+    t2 = BN_CTX_get(ctx);
+    if (t1 == NULL || t2 == NULL)
+        goto err;
+
+    if (!BN_copy(t1, a))
+        goto err;
+    BN_mask_bits(t1, mont->ri);
+
+    if (!BN_mul(t2, t1, &mont->Ni, ctx))
+        goto err;
+    BN_mask_bits(t2, mont->ri);
+
+    if (!BN_mul(t1, t2, &mont->N, ctx))
+        goto err;
+    if (!BN_add(t2, a, t1))
+        goto err;
+    if (!BN_rshift(ret, t2, mont->ri))
+        goto err;
+
+    if (BN_ucmp(ret, &(mont->N)) >= 0) {
+        if (!BN_usub(ret, ret, &(mont->N)))
+            goto err;
+    }
+    retn = 1;
+    bn_check_top(ret);
  err:
-       BN_CTX_end(ctx);
-#endif /* MONT_WORD */
-       return(retn);
-       }
+    BN_CTX_end(ctx);
+#endif                          /* MONT_WORD */
+    return (retn);
+}
 
 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_new(void)
-       {
-       BN_MONT_CTX *ret;
+{
+    BN_MONT_CTX *ret;
 
-       if ((ret=(BN_MONT_CTX *)OPENSSL_malloc(sizeof(BN_MONT_CTX))) == NULL)
-               return(NULL);
+    if ((ret = OPENSSL_malloc(sizeof(*ret))) == NULL)
+        return (NULL);
 
-       BN_MONT_CTX_init(ret);
-       ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
-       return(ret);
-       }
+    BN_MONT_CTX_init(ret);
+    ret->flags = BN_FLG_MALLOCED;
+    return (ret);
+}
 
 void BN_MONT_CTX_init(BN_MONT_CTX *ctx)
-       {
-       ctx->ri=0;
-       BN_init(&(ctx->RR));
-       BN_init(&(ctx->N));
-       BN_init(&(ctx->Ni));
-       ctx->flags=0;
-       }
+{
+    ctx->ri = 0;
+    BN_init(&(ctx->RR));
+    BN_init(&(ctx->N));
+    BN_init(&(ctx->Ni));
+    ctx->n0[0] = ctx->n0[1] = 0;
+    ctx->flags = 0;
+}
 
 void BN_MONT_CTX_free(BN_MONT_CTX *mont)
-       {
-       if(mont == NULL)
-           return;
+{
+    if (mont == NULL)
+        return;
 
-       BN_free(&(mont->RR));
-       BN_free(&(mont->N));
-       BN_free(&(mont->Ni));
-       if (mont->flags & BN_FLG_MALLOCED)
-               OPENSSL_free(mont);
-       }
+    BN_free(&(mont->RR));
+    BN_free(&(mont->N));
+    BN_free(&(mont->Ni));
+    if (mont->flags & BN_FLG_MALLOCED)
+        OPENSSL_free(mont);
+}
 
 int BN_MONT_CTX_set(BN_MONT_CTX *mont, const BIGNUM *mod, BN_CTX *ctx)
-       {
-       int ret = 0;
-       BIGNUM *Ri,*R;
-
-       BN_CTX_start(ctx);
-       if((Ri = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) goto err;
-       R= &(mont->RR);                                 /* grab RR as a temp */
-       if (!BN_copy(&(mont->N),mod)) goto err;         /* Set N */
-       mont->N.neg = 0;
+{
+    int ret = 0;
+    BIGNUM *Ri, *R;
+
+    BN_CTX_start(ctx);
+    if ((Ri = BN_CTX_get(ctx)) == NULL)
+        goto err;
+    R = &(mont->RR);            /* grab RR as a temp */
+    if (!BN_copy(&(mont->N), mod))
+        goto err;               /* Set N */
+    mont->N.neg = 0;
 
 #ifdef MONT_WORD
-               {
-               BIGNUM tmod;
-               BN_ULONG buf[2];
-
-               mont->ri=(BN_num_bits(mod)+(BN_BITS2-1))/BN_BITS2*BN_BITS2;
-               BN_zero(R);
-               if (!(BN_set_bit(R,BN_BITS2))) goto err;        /* R */
-
-               buf[0]=mod->d[0]; /* tmod = N mod word size */
-               buf[1]=0;
-               tmod.d=buf;
-               tmod.top = buf[0] != 0 ? 1 : 0;
-               tmod.dmax=2;
-               tmod.neg=0;
-                                                       /* Ri = R^-1 mod N*/
-               if ((BN_mod_inverse(Ri,R,&tmod,ctx)) == NULL)
-                       goto err;
-               if (!BN_lshift(Ri,Ri,BN_BITS2)) goto err; /* R*Ri */
-               if (!BN_is_zero(Ri))
-                       {
-                       if (!BN_sub_word(Ri,1)) goto err;
-                       }
-               else /* if N mod word size == 1 */
-                       {
-                       if (!BN_set_word(Ri,BN_MASK2)) goto err;  /* Ri-- (mod word size) */
-                       }
-               if (!BN_div(Ri,NULL,Ri,&tmod,ctx)) goto err;
-               /* Ni = (R*Ri-1)/N,
-                * keep only least significant word: */
-               mont->n0 = (Ri->top > 0) ? Ri->d[0] : 0;
-               }
-#else /* !MONT_WORD */
-               { /* bignum version */
-               mont->ri=BN_num_bits(&mont->N);
-               BN_zero(R);
-               if (!BN_set_bit(R,mont->ri)) goto err;  /* R = 2^ri */
-                                                       /* Ri = R^-1 mod N*/
-               if ((BN_mod_inverse(Ri,R,&mont->N,ctx)) == NULL)
-                       goto err;
-               if (!BN_lshift(Ri,Ri,mont->ri)) goto err; /* R*Ri */
-               if (!BN_sub_word(Ri,1)) goto err;
-                                                       /* Ni = (R*Ri-1) / N */
-               if (!BN_div(&(mont->Ni),NULL,Ri,&mont->N,ctx)) goto err;
-               }
+    {
+        BIGNUM tmod;
+        BN_ULONG buf[2];
+
+        BN_init(&tmod);
+        tmod.d = buf;
+        tmod.dmax = 2;
+        tmod.neg = 0;
+
+        mont->ri = (BN_num_bits(mod) + (BN_BITS2 - 1)) / BN_BITS2 * BN_BITS2;
+
+# if defined(OPENSSL_BN_ASM_MONT) && (BN_BITS2<=32)
+        /*
+         * Only certain BN_BITS2<=32 platforms actually make use of n0[1],
+         * and we could use the #else case (with a shorter R value) for the
+         * others.  However, currently only the assembler files do know which
+         * is which.
+         */
+
+        BN_zero(R);
+        if (!(BN_set_bit(R, 2 * BN_BITS2)))
+            goto err;
+
+        tmod.top = 0;
+        if ((buf[0] = mod->d[0]))
+            tmod.top = 1;
+        if ((buf[1] = mod->top > 1 ? mod->d[1] : 0))
+            tmod.top = 2;
+
+        if ((BN_mod_inverse(Ri, R, &tmod, ctx)) == NULL)
+            goto err;
+        if (!BN_lshift(Ri, Ri, 2 * BN_BITS2))
+            goto err;           /* R*Ri */
+        if (!BN_is_zero(Ri)) {
+            if (!BN_sub_word(Ri, 1))
+                goto err;
+        } else {                /* if N mod word size == 1 */
+
+            if (bn_expand(Ri, (int)sizeof(BN_ULONG) * 2) == NULL)
+                goto err;
+            /* Ri-- (mod double word size) */
+            Ri->neg = 0;
+            Ri->d[0] = BN_MASK2;
+            Ri->d[1] = BN_MASK2;
+            Ri->top = 2;
+        }
+        if (!BN_div(Ri, NULL, Ri, &tmod, ctx))
+            goto err;
+        /*
+         * Ni = (R*Ri-1)/N, keep only couple of least significant words:
+         */
+        mont->n0[0] = (Ri->top > 0) ? Ri->d[0] : 0;
+        mont->n0[1] = (Ri->top > 1) ? Ri->d[1] : 0;
+# else
+        BN_zero(R);
+        if (!(BN_set_bit(R, BN_BITS2)))
+            goto err;           /* R */
+
+        buf[0] = mod->d[0];     /* tmod = N mod word size */
+        buf[1] = 0;
+        tmod.top = buf[0] != 0 ? 1 : 0;
+        /* Ri = R^-1 mod N */
+        if ((BN_mod_inverse(Ri, R, &tmod, ctx)) == NULL)
+            goto err;
+        if (!BN_lshift(Ri, Ri, BN_BITS2))
+            goto err;           /* R*Ri */
+        if (!BN_is_zero(Ri)) {
+            if (!BN_sub_word(Ri, 1))
+                goto err;
+        } else {                /* if N mod word size == 1 */
+
+            if (!BN_set_word(Ri, BN_MASK2))
+                goto err;       /* Ri-- (mod word size) */
+        }
+        if (!BN_div(Ri, NULL, Ri, &tmod, ctx))
+            goto err;
+        /*
+         * Ni = (R*Ri-1)/N, keep only least significant word:
+         */
+        mont->n0[0] = (Ri->top > 0) ? Ri->d[0] : 0;
+        mont->n0[1] = 0;
+# endif
+    }
+#else                           /* !MONT_WORD */
+    {                           /* bignum version */
+        mont->ri = BN_num_bits(&mont->N);
+        BN_zero(R);
+        if (!BN_set_bit(R, mont->ri))
+            goto err;           /* R = 2^ri */
+        /* Ri = R^-1 mod N */
+        if ((BN_mod_inverse(Ri, R, &mont->N, ctx)) == NULL)
+            goto err;
+        if (!BN_lshift(Ri, Ri, mont->ri))
+            goto err;           /* R*Ri */
+        if (!BN_sub_word(Ri, 1))
+            goto err;
+        /*
+         * Ni = (R*Ri-1) / N
+         */
+        if (!BN_div(&(mont->Ni), NULL, Ri, &mont->N, ctx))
+            goto err;
+    }
 #endif
 
-       /* setup RR for conversions */
-       BN_zero(&(mont->RR));
-       if (!BN_set_bit(&(mont->RR),mont->ri*2)) goto err;
-       if (!BN_mod(&(mont->RR),&(mont->RR),&(mont->N),ctx)) goto err;
+    /* setup RR for conversions */
+    BN_zero(&(mont->RR));
+    if (!BN_set_bit(&(mont->RR), mont->ri * 2))
+        goto err;
+    if (!BN_mod(&(mont->RR), &(mont->RR), &(mont->N), ctx))
+        goto err;
 
-       ret = 1;
-err:
-       BN_CTX_end(ctx);
-       return ret;
-       }
+    ret = 1;
+ err:
+    BN_CTX_end(ctx);
+    return ret;
+}
 
 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_copy(BN_MONT_CTX *to, BN_MONT_CTX *from)
-       {
-       if (to == from) return(to);
-
-       if (!BN_copy(&(to->RR),&(from->RR))) return NULL;
-       if (!BN_copy(&(to->N),&(from->N))) return NULL;
-       if (!BN_copy(&(to->Ni),&(from->Ni))) return NULL;
-       to->ri=from->ri;
-       to->n0=from->n0;
-       return(to);
-       }
+{
+    if (to == from)
+        return (to);
+
+    if (!BN_copy(&(to->RR), &(from->RR)))
+        return NULL;
+    if (!BN_copy(&(to->N), &(from->N)))
+        return NULL;
+    if (!BN_copy(&(to->Ni), &(from->Ni)))
+        return NULL;
+    to->ri = from->ri;
+    to->n0[0] = from->n0[0];
+    to->n0[1] = from->n0[1];
+    return (to);
+}
 
 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_set_locked(BN_MONT_CTX **pmont, int lock,
-                                       const BIGNUM *mod, BN_CTX *ctx)
-       {
-       if (*pmont)
-               return *pmont;
-       CRYPTO_w_lock(lock);
-       if (!*pmont)
-               {
-               *pmont = BN_MONT_CTX_new();
-               if (*pmont && !BN_MONT_CTX_set(*pmont, mod, ctx))
-                       {
-                       BN_MONT_CTX_free(*pmont);
-                       *pmont = NULL;
-                       }
-               }
-       CRYPTO_w_unlock(lock);
-       return *pmont;
-       }
+                                    const BIGNUM *mod, BN_CTX *ctx)
+{
+    BN_MONT_CTX *ret;
+
+    CRYPTO_r_lock(lock);
+    ret = *pmont;
+    CRYPTO_r_unlock(lock);
+    if (ret)
+        return ret;
+
+    /*
+     * We don't want to serialise globally while doing our lazy-init math in
+     * BN_MONT_CTX_set. That punishes threads that are doing independent
+     * things. Instead, punish the case where more than one thread tries to
+     * lazy-init the same 'pmont', by having each do the lazy-init math work
+     * independently and only use the one from the thread that wins the race
+     * (the losers throw away the work they've done).
+     */
+    ret = BN_MONT_CTX_new();
+    if (!ret)
+        return NULL;
+    if (!BN_MONT_CTX_set(ret, mod, ctx)) {
+        BN_MONT_CTX_free(ret);
+        return NULL;
+    }
+
+    /* The locked compare-and-set, after the local work is done. */
+    CRYPTO_w_lock(lock);
+    if (*pmont) {
+        BN_MONT_CTX_free(ret);
+        ret = *pmont;
+    } else
+        *pmont = ret;
+    CRYPTO_w_unlock(lock);
+    return ret;
+}