crypto/bn/bn_add.c

   1 /* crypto/bn/bn_add.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #include "internal/cryptlib.h"
  60 #include "bn_lcl.h"
  61
  62 /* r can == a or b */
  63 int BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
  64 {
  65     const BIGNUM *tmp;
  66     int a_neg = a->neg, ret;
  67
  68     bn_check_top(a);
  69     bn_check_top(b);
  70
  71     /*-
  72      *  a +  b      a+b
  73      *  a + -b      a-b
  74      * -a +  b      b-a
  75      * -a + -b      -(a+b)
  76      */
  77     if (a_neg ^ b->neg) {
  78         /* only one is negative */
  79         if (a_neg) {
  80             tmp = a;
  81             a = b;
  82             b = tmp;
  83         }
  84
  85         /* we are now a - b */
  86
  87         if (BN_ucmp(a, b) < 0) {
  88             if (!BN_usub(r, b, a))
  89                 return (0);
  90             r->neg = 1;
  91         } else {
  92             if (!BN_usub(r, a, b))
  93                 return (0);
  94             r->neg = 0;
  95         }
  96         return (1);
  97     }
  98
  99     ret = BN_uadd(r, a, b);
 100     r->neg = a_neg;
 101     bn_check_top(r);
 102     return ret;
 103 }
 104
 105 /* unsigned add of b to a */
 106 int BN_uadd(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 107 {
 108     int max, min, dif;
 109     const BN_ULONG *ap, *bp;
 110     BN_ULONG *rp, carry, t1, t2;
 111     const BIGNUM *tmp;
 112
 113     bn_check_top(a);
 114     bn_check_top(b);
 115
 116     if (a->top < b->top) {
 117         tmp = a;
 118         a = b;
 119         b = tmp;
 120     }
 121     max = a->top;
 122     min = b->top;
 123     dif = max - min;
 124
 125     if (bn_wexpand(r, max + 1) == NULL)
 126         return 0;
 127
 128     r->top = max;
 129
 130     ap = a->d;
 131     bp = b->d;
 132     rp = r->d;
 133
 134     carry = bn_add_words(rp, ap, bp, min);
 135     rp += min;
 136     ap += min;
 137     bp += min;
 138
 139     if (carry) {
 140         while (dif) {
 141             dif--;
 142             t1 = *(ap++);
 143             t2 = (t1 + 1) & BN_MASK2;
 144             *(rp++) = t2;
 145             if (t2) {
 146                 carry = 0;
 147                 break;
 148             }
 149         }
 150         if (carry) {
 151             /* carry != 0 => dif == 0 */
 152             *rp = 1;
 153             r->top++;
 154         }
 155     }
 156     if (dif && rp != ap)
 157         while (dif--)
 158             /* copy remaining words if ap != rp */
 159             *(rp++) = *(ap++);
 160     r->neg = 0;
 161     bn_check_top(r);
 162     return 1;
 163 }
 164
 165 /* unsigned subtraction of b from a, a must be larger than b. */
 166 int BN_usub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 167 {
 168     int max, min, dif;
 169     register BN_ULONG t1, t2, *rp;
 170     register const BN_ULONG *ap, *bp;
 171     int i, carry;
 172
 173     bn_check_top(a);
 174     bn_check_top(b);
 175
 176     max = a->top;
 177     min = b->top;
 178     dif = max - min;
 179
 180     if (dif < 0) {              /* hmm... should not be happening */
 181         BNerr(BN_F_BN_USUB, BN_R_ARG2_LT_ARG3);
 182         return (0);
 183     }
 184
 185     if (bn_wexpand(r, max) == NULL)
 186         return (0);
 187
 188     ap = a->d;
 189     bp = b->d;
 190     rp = r->d;
 191
 192 #if 1
 193     carry = 0;
 194     for (i = min; i != 0; i--) {
 195         t1 = *(ap++);
 196         t2 = *(bp++);
 197         if (carry) {
 198             carry = (t1 <= t2);
 199             t1 = (t1 - t2 - 1) & BN_MASK2;
 200         } else {
 201             carry = (t1 < t2);
 202             t1 = (t1 - t2) & BN_MASK2;
 203         }
 204         *(rp++) = t1 & BN_MASK2;
 205     }
 206 #else
 207     carry = bn_sub_words(rp, ap, bp, min);
 208     ap += min;
 209     bp += min;
 210     rp += min;
 211 #endif
 212     if (carry) {                /* subtracted */
 213         if (!dif)
 214             /* error: a < b */
 215             return 0;
 216         while (dif) {
 217             dif--;
 218             t1 = *(ap++);
 219             t2 = (t1 - 1) & BN_MASK2;
 220             *(rp++) = t2;
 221             if (t1)
 222                 break;
 223         }
 224     }
 225     if (dif)
 226         memcpy(rp, ap, sizeof(*rp) * dif);
 227
 228     r->top = max;
 229     r->neg = 0;
 230     bn_correct_top(r);
 231     return (1);
 232 }
 233
 234 int BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 235 {
 236     int max;
 237     int add = 0, neg = 0;
 238     const BIGNUM *tmp;
 239
 240     bn_check_top(a);
 241     bn_check_top(b);
 242
 243     /*-
 244      *  a -  b      a-b
 245      *  a - -b      a+b
 246      * -a -  b      -(a+b)
 247      * -a - -b      b-a
 248      */
 249     if (a->neg) {
 250         if (b->neg) {
 251             tmp = a;
 252             a = b;
 253             b = tmp;
 254         } else {
 255             add = 1;
 256             neg = 1;
 257         }
 258     } else {
 259         if (b->neg) {
 260             add = 1;
 261             neg = 0;
 262         }
 263     }
 264
 265     if (add) {
 266         if (!BN_uadd(r, a, b))
 267             return (0);
 268         r->neg = neg;
 269         return (1);
 270     }
 271
 272     /* We are actually doing a - b :-) */
 273
 274     max = (a->top > b->top) ? a->top : b->top;
 275     if (bn_wexpand(r, max) == NULL)
 276         return (0);
 277     if (BN_ucmp(a, b) < 0) {
 278         if (!BN_usub(r, b, a))
 279             return (0);
 280         r->neg = 1;
 281     } else {
 282         if (!BN_usub(r, a, b))
 283             return (0);
 284         r->neg = 0;
 285     }
 286     bn_check_top(r);
 287     return (1);
 288 }