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 <stdio.h>
  60 #include "cryptlib.h"
  61 #include "bn_lcl.h"
  62
  63 /* r can == a or b */
  64 int BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
  65         {
  66         const BIGNUM *tmp;
  67         int a_neg = a->neg;
  68
  69         bn_check_top(a);
  70         bn_check_top(b);
  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                 {
  79                 /* only one is negative */
  80                 if (a_neg)
  81                         { tmp=a; a=b; b=tmp; }
  82
  83                 /* we are now a - b */
  84
  85                 if (BN_ucmp(a,b) < 0)
  86                         {
  87                         if (!BN_usub(r,b,a)) return(0);
  88                         r->neg=1;
  89                         }
  90                 else
  91                         {
  92                         if (!BN_usub(r,a,b)) return(0);
  93                         r->neg=0;
  94                         }
  95                 return(1);
  96                 }
  97
  98         if (!BN_uadd(r,a,b)) return(0);
  99         if (a_neg) /* both are neg */
 100                 r->neg=1;
 101         else
 102                 r->neg=0;
 103         bn_check_top(r);
 104         return(1);
 105         }
 106
 107 /* unsigned add of b to a, r must be large enough */
 108 int BN_uadd(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 109         {
 110         register int i;
 111         int max,min;
 112         BN_ULONG *ap,*bp,*rp,carry,t1;
 113         const BIGNUM *tmp;
 114
 115         bn_check_top(a);
 116         bn_check_top(b);
 117
 118         if (a->top < b->top)
 119                 { tmp=a; a=b; b=tmp; }
 120         max=a->top;
 121         min=b->top;
 122
 123         if (bn_wexpand(r,max+1) == NULL)
 124                 return(0);
 125
 126         r->top=max;
 127
 128
 129         ap=a->d;
 130         bp=b->d;
 131         rp=r->d;
 132         carry=0;
 133
 134         carry=bn_add_words(rp,ap,bp,min);
 135         rp+=min;
 136         ap+=min;
 137         bp+=min;
 138         i=min;
 139
 140         if (carry)
 141                 {
 142                 while (i < max)
 143                         {
 144                         i++;
 145                         t1= *(ap++);
 146                         if ((*(rp++)=(t1+1)&BN_MASK2) >= t1)
 147                                 {
 148                                 carry=0;
 149                                 break;
 150                                 }
 151                         }
 152                 if ((i >= max) && carry)
 153                         {
 154                         *(rp++)=1;
 155                         r->top++;
 156                         }
 157                 }
 158         if (rp != ap)
 159                 {
 160                 for (; i<max; i++)
 161                         *(rp++)= *(ap++);
 162                 }
 163         /* memcpy(rp,ap,sizeof(*ap)*(max-i));*/
 164         r->neg = 0;
 165         bn_check_top(r);
 166         return(1);
 167         }
 168
 169 /* unsigned subtraction of b from a, a must be larger than b. */
 170 int BN_usub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 171         {
 172         int max,min;
 173         register BN_ULONG t1,t2,*ap,*bp,*rp;
 174         int i,carry;
 175 #if defined(IRIX_CC_BUG) && !defined(LINT)
 176         int dummy;
 177 #endif
 178
 179         bn_check_top(a);
 180         bn_check_top(b);
 181
 182         if (a->top < b->top) /* hmm... should not be happening */
 183                 {
 184                 BNerr(BN_F_BN_USUB,BN_R_ARG2_LT_ARG3);
 185                 return(0);
 186                 }
 187
 188         max=a->top;
 189         min=b->top;
 190         if (bn_wexpand(r,max) == NULL) return(0);
 191
 192         ap=a->d;
 193         bp=b->d;
 194         rp=r->d;
 195
 196 #if 1
 197         carry=0;
 198         for (i=0; i<min; i++)
 199                 {
 200                 t1= *(ap++);
 201                 t2= *(bp++);
 202                 if (carry)
 203                         {
 204                         carry=(t1 <= t2);
 205                         t1=(t1-t2-1)&BN_MASK2;
 206                         }
 207                 else
 208                         {
 209                         carry=(t1 < t2);
 210                         t1=(t1-t2)&BN_MASK2;
 211                         }
 212 #if defined(IRIX_CC_BUG) && !defined(LINT)
 213                 dummy=t1;
 214 #endif
 215                 *(rp++)=t1&BN_MASK2;
 216                 }
 217 #else
 218         carry=bn_sub_words(rp,ap,bp,min);
 219         ap+=min;
 220         bp+=min;
 221         rp+=min;
 222         i=min;
 223 #endif
 224         if (carry) /* subtracted */
 225                 {
 226                 while (i < max)
 227                         {
 228                         i++;
 229                         t1= *(ap++);
 230                         t2=(t1-1)&BN_MASK2;
 231                         *(rp++)=t2;
 232                         if (t1 > t2) break;
 233                         }
 234                 }
 235 #if 0
 236         memcpy(rp,ap,sizeof(*rp)*(max-i));
 237 #else
 238         if (rp != ap)
 239                 {
 240                 for (;;)
 241                         {
 242                         if (i++ >= max) break;
 243                         rp[0]=ap[0];
 244                         if (i++ >= max) break;
 245                         rp[1]=ap[1];
 246                         if (i++ >= max) break;
 247                         rp[2]=ap[2];
 248                         if (i++ >= max) break;
 249                         rp[3]=ap[3];
 250                         rp+=4;
 251                         ap+=4;
 252                         }
 253                 }
 254 #endif
 255
 256         r->top=max;
 257         r->neg=0;
 258         bn_correct_top(r);
 259         return(1);
 260         }
 261
 262 int BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 263         {
 264         int max;
 265         int add=0,neg=0;
 266         const BIGNUM *tmp;
 267
 268         bn_check_top(a);
 269         bn_check_top(b);
 270
 271         /*  a -  b      a-b
 272          *  a - -b      a+b
 273          * -a -  b      -(a+b)
 274          * -a - -b      b-a
 275          */
 276         if (a->neg)
 277                 {
 278                 if (b->neg)
 279                         { tmp=a; a=b; b=tmp; }
 280                 else
 281                         { add=1; neg=1; }
 282                 }
 283         else
 284                 {
 285                 if (b->neg) { add=1; neg=0; }
 286                 }
 287
 288         if (add)
 289                 {
 290                 if (!BN_uadd(r,a,b)) return(0);
 291                 r->neg=neg;
 292                 return(1);
 293                 }
 294
 295         /* We are actually doing a - b :-) */
 296
 297         max=(a->top > b->top)?a->top:b->top;
 298         if (bn_wexpand(r,max) == NULL) return(0);
 299         if (BN_ucmp(a,b) < 0)
 300                 {
 301                 if (!BN_usub(r,b,a)) return(0);
 302                 r->neg=1;
 303                 }
 304         else
 305                 {
 306                 if (!BN_usub(r,a,b)) return(0);
 307                 r->neg=0;
 308                 }
 309         bn_check_top(r);
 310         return(1);
 311         }
 312