52af96d36b4ec98a36ee42b9ef80c16a6ea72d3a
[openssl.git] / crypto / bn / bn_asm.c
1 /* crypto/bn/bn_asm.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 #ifndef BN_DEBUG
60 # undef NDEBUG /* avoid conflicting definitions */
61 # define NDEBUG
62 #endif
63
64 #include <stdio.h>
65 #include <assert.h>
66 #include "cryptlib.h"
67 #include "bn_lcl.h"
68
69 #if defined(BN_LLONG) || defined(BN_UMULT_HIGH)
70
71 BN_ULONG bn_mul_add_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w)
72         {
73         BN_ULONG c1=0;
74
75         assert(num >= 0);
76         if (num <= 0) return(c1);
77
78         while (num&~3)
79                 {
80                 mul_add(rp[0],ap[0],w,c1);
81                 mul_add(rp[1],ap[1],w,c1);
82                 mul_add(rp[2],ap[2],w,c1);
83                 mul_add(rp[3],ap[3],w,c1);
84                 ap+=4; rp+=4; num-=4;
85                 }
86         if (num)
87                 {
88                 mul_add(rp[0],ap[0],w,c1); if (--num==0) return c1;
89                 mul_add(rp[1],ap[1],w,c1); if (--num==0) return c1;
90                 mul_add(rp[2],ap[2],w,c1); return c1;
91                 }
92         
93         return(c1);
94         } 
95
96 BN_ULONG bn_mul_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w)
97         {
98         BN_ULONG c1=0;
99
100         assert(num >= 0);
101         if (num <= 0) return(c1);
102
103         while (num&~3)
104                 {
105                 mul(rp[0],ap[0],w,c1);
106                 mul(rp[1],ap[1],w,c1);
107                 mul(rp[2],ap[2],w,c1);
108                 mul(rp[3],ap[3],w,c1);
109                 ap+=4; rp+=4; num-=4;
110                 }
111         if (num)
112                 {
113                 mul(rp[0],ap[0],w,c1); if (--num == 0) return c1;
114                 mul(rp[1],ap[1],w,c1); if (--num == 0) return c1;
115                 mul(rp[2],ap[2],w,c1);
116                 }
117         return(c1);
118         } 
119
120 void bn_sqr_words(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a, int n)
121         {
122         assert(n >= 0);
123         if (n <= 0) return;
124         while (n&~3)
125                 {
126                 sqr(r[0],r[1],a[0]);
127                 sqr(r[2],r[3],a[1]);
128                 sqr(r[4],r[5],a[2]);
129                 sqr(r[6],r[7],a[3]);
130                 a+=4; r+=8; n-=4;
131                 }
132         if (n)
133                 {
134                 sqr(r[0],r[1],a[0]); if (--n == 0) return;
135                 sqr(r[2],r[3],a[1]); if (--n == 0) return;
136                 sqr(r[4],r[5],a[2]);
137                 }
138         }
139
140 #else /* !(defined(BN_LLONG) || defined(BN_UMULT_HIGH)) */
141
142 BN_ULONG bn_mul_add_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w)
143         {
144         BN_ULONG c=0;
145         BN_ULONG bl,bh;
146
147         assert(num >= 0);
148         if (num <= 0) return((BN_ULONG)0);
149
150         bl=LBITS(w);
151         bh=HBITS(w);
152
153         for (;;)
154                 {
155                 mul_add(rp[0],ap[0],bl,bh,c);
156                 if (--num == 0) break;
157                 mul_add(rp[1],ap[1],bl,bh,c);
158                 if (--num == 0) break;
159                 mul_add(rp[2],ap[2],bl,bh,c);
160                 if (--num == 0) break;
161                 mul_add(rp[3],ap[3],bl,bh,c);
162                 if (--num == 0) break;
163                 ap+=4;
164                 rp+=4;
165                 }
166         return(c);
167         } 
168
169 BN_ULONG bn_mul_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w)
170         {
171         BN_ULONG carry=0;
172         BN_ULONG bl,bh;
173
174         assert(num >= 0);
175         if (num <= 0) return((BN_ULONG)0);
176
177         bl=LBITS(w);
178         bh=HBITS(w);
179
180         for (;;)
181                 {
182                 mul(rp[0],ap[0],bl,bh,carry);
183                 if (--num == 0) break;
184                 mul(rp[1],ap[1],bl,bh,carry);
185                 if (--num == 0) break;
186                 mul(rp[2],ap[2],bl,bh,carry);
187                 if (--num == 0) break;
188                 mul(rp[3],ap[3],bl,bh,carry);
189                 if (--num == 0) break;
190                 ap+=4;
191                 rp+=4;
192                 }
193         return(carry);
194         } 
195
196 void bn_sqr_words(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a, int n)
197         {
198         assert(n >= 0);
199         if (n <= 0) return;
200         for (;;)
201                 {
202                 sqr64(r[0],r[1],a[0]);
203                 if (--n == 0) break;
204
205                 sqr64(r[2],r[3],a[1]);
206                 if (--n == 0) break;
207
208                 sqr64(r[4],r[5],a[2]);
209                 if (--n == 0) break;
210
211                 sqr64(r[6],r[7],a[3]);
212                 if (--n == 0) break;
213
214                 a+=4;
215                 r+=8;
216                 }
217         }
218
219 #endif /* !(defined(BN_LLONG) || defined(BN_UMULT_HIGH)) */
220
221 #if defined(BN_LLONG) && defined(BN_DIV2W)
222
223 BN_ULONG bn_div_words(BN_ULONG h, BN_ULONG l, BN_ULONG d)
224         {
225         return((BN_ULONG)(((((BN_ULLONG)h)<<BN_BITS2)|l)/(BN_ULLONG)d));
226         }
227
228 #else
229
230 /* Divide h,l by d and return the result. */
231 /* I need to test this some more :-( */
232 BN_ULONG bn_div_words(BN_ULONG h, BN_ULONG l, BN_ULONG d)
233         {
234         BN_ULONG dh,dl,q,ret=0,th,tl,t;
235         int i,count=2;
236
237         if (d == 0) return(BN_MASK2);
238
239         i=BN_num_bits_word(d);
240         assert((i == BN_BITS2) || (h <= (BN_ULONG)1<<i));
241
242         i=BN_BITS2-i;
243         if (h >= d) h-=d;
244
245         if (i)
246                 {
247                 d<<=i;
248                 h=(h<<i)|(l>>(BN_BITS2-i));
249                 l<<=i;
250                 }
251         dh=(d&BN_MASK2h)>>BN_BITS4;
252         dl=(d&BN_MASK2l);
253         for (;;)
254                 {
255                 if ((h>>BN_BITS4) == dh)
256                         q=BN_MASK2l;
257                 else
258                         q=h/dh;
259
260                 th=q*dh;
261                 tl=dl*q;
262                 for (;;)
263                         {
264                         t=h-th;
265                         if ((t&BN_MASK2h) ||
266                                 ((tl) <= (
267                                         (t<<BN_BITS4)|
268                                         ((l&BN_MASK2h)>>BN_BITS4))))
269                                 break;
270                         q--;
271                         th-=dh;
272                         tl-=dl;
273                         }
274                 t=(tl>>BN_BITS4);
275                 tl=(tl<<BN_BITS4)&BN_MASK2h;
276                 th+=t;
277
278                 if (l < tl) th++;
279                 l-=tl;
280                 if (h < th)
281                         {
282                         h+=d;
283                         q--;
284                         }
285                 h-=th;
286
287                 if (--count == 0) break;
288
289                 ret=q<<BN_BITS4;
290                 h=((h<<BN_BITS4)|(l>>BN_BITS4))&BN_MASK2;
291                 l=(l&BN_MASK2l)<<BN_BITS4;
292                 }
293         ret|=q;
294         return(ret);
295         }
296 #endif /* !defined(BN_LLONG) && defined(BN_DIV2W) */
297
298 #ifdef BN_LLONG
299 BN_ULONG bn_add_words(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
300         {
301         BN_ULLONG ll=0;
302
303         assert(n >= 0);
304         if (n <= 0) return((BN_ULONG)0);
305
306         for (;;)
307                 {
308                 ll+=(BN_ULLONG)a[0]+b[0];
309                 r[0]=(BN_ULONG)ll&BN_MASK2;
310                 ll>>=BN_BITS2;
311                 if (--n <= 0) break;
312
313                 ll+=(BN_ULLONG)a[1]+b[1];
314                 r[1]=(BN_ULONG)ll&BN_MASK2;
315                 ll>>=BN_BITS2;
316                 if (--n <= 0) break;
317
318                 ll+=(BN_ULLONG)a[2]+b[2];
319                 r[2]=(BN_ULONG)ll&BN_MASK2;
320                 ll>>=BN_BITS2;
321                 if (--n <= 0) break;
322
323                 ll+=(BN_ULLONG)a[3]+b[3];
324                 r[3]=(BN_ULONG)ll&BN_MASK2;
325                 ll>>=BN_BITS2;
326                 if (--n <= 0) break;
327
328                 a+=4;
329                 b+=4;
330                 r+=4;
331                 }
332         return((BN_ULONG)ll);
333         }
334 #else /* !BN_LLONG */
335 BN_ULONG bn_add_words(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
336         {
337         BN_ULONG c,l,t;
338
339         assert(n >= 0);
340         if (n <= 0) return((BN_ULONG)0);
341
342         c=0;
343         for (;;)
344                 {
345                 t=a[0];
346                 t=(t+c)&BN_MASK2;
347                 c=(t < c);
348                 l=(t+b[0])&BN_MASK2;
349                 c+=(l < t);
350                 r[0]=l;
351                 if (--n <= 0) break;
352
353                 t=a[1];
354                 t=(t+c)&BN_MASK2;
355                 c=(t < c);
356                 l=(t+b[1])&BN_MASK2;
357                 c+=(l < t);
358                 r[1]=l;
359                 if (--n <= 0) break;
360
361                 t=a[2];
362                 t=(t+c)&BN_MASK2;
363                 c=(t < c);
364                 l=(t+b[2])&BN_MASK2;
365                 c+=(l < t);
366                 r[2]=l;
367                 if (--n <= 0) break;
368
369                 t=a[3];
370                 t=(t+c)&BN_MASK2;
371                 c=(t < c);
372                 l=(t+b[3])&BN_MASK2;
373                 c+=(l < t);
374                 r[3]=l;
375                 if (--n <= 0) break;
376
377                 a+=4;
378                 b+=4;
379                 r+=4;
380                 }
381         return((BN_ULONG)c);
382         }
383 #endif /* !BN_LLONG */
384
385 BN_ULONG bn_sub_words(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
386         {
387         BN_ULONG t1,t2;
388         int c=0;
389
390         assert(n >= 0);
391         if (n <= 0) return((BN_ULONG)0);
392
393         for (;;)
394                 {
395                 t1=a[0]; t2=b[0];
396                 r[0]=(t1-t2-c)&BN_MASK2;
397                 if (t1 != t2) c=(t1 < t2);
398                 if (--n <= 0) break;
399
400                 t1=a[1]; t2=b[1];
401                 r[1]=(t1-t2-c)&BN_MASK2;
402                 if (t1 != t2) c=(t1 < t2);
403                 if (--n <= 0) break;
404
405                 t1=a[2]; t2=b[2];
406                 r[2]=(t1-t2-c)&BN_MASK2;
407                 if (t1 != t2) c=(t1 < t2);
408                 if (--n <= 0) break;
409
410                 t1=a[3]; t2=b[3];
411                 r[3]=(t1-t2-c)&BN_MASK2;
412                 if (t1 != t2) c=(t1 < t2);
413                 if (--n <= 0) break;
414
415                 a+=4;
416                 b+=4;
417                 r+=4;
418                 }
419         return(c);
420         }
421
422 #ifdef BN_MUL_COMBA
423
424 #undef bn_mul_comba8
425 #undef bn_mul_comba4
426 #undef bn_sqr_comba8
427 #undef bn_sqr_comba4
428
429 /* mul_add_c(a,b,c0,c1,c2)  -- c+=a*b for three word number c=(c2,c1,c0) */
430 /* mul_add_c2(a,b,c0,c1,c2) -- c+=2*a*b for three word number c=(c2,c1,c0) */
431 /* sqr_add_c(a,i,c0,c1,c2)  -- c+=a[i]^2 for three word number c=(c2,c1,c0) */
432 /* sqr_add_c2(a,i,c0,c1,c2) -- c+=2*a[i]*a[j] for three word number c=(c2,c1,c0) */
433
434 #ifdef BN_LLONG
435 #define mul_add_c(a,b,c0,c1,c2) \
436         t=(BN_ULLONG)a*b; \
437         t1=(BN_ULONG)Lw(t); \
438         t2=(BN_ULONG)Hw(t); \
439         c0=(c0+t1)&BN_MASK2; if ((c0) < t1) t2++; \
440         c1=(c1+t2)&BN_MASK2; if ((c1) < t2) c2++;
441
442 #define mul_add_c2(a,b,c0,c1,c2) \
443         t=(BN_ULLONG)a*b; \
444         tt=(t+t)&BN_MASK; \
445         if (tt < t) c2++; \
446         t1=(BN_ULONG)Lw(tt); \
447         t2=(BN_ULONG)Hw(tt); \
448         c0=(c0+t1)&BN_MASK2;  \
449         if ((c0 < t1) && (((++t2)&BN_MASK2) == 0)) c2++; \
450         c1=(c1+t2)&BN_MASK2; if ((c1) < t2) c2++;
451
452 #define sqr_add_c(a,i,c0,c1,c2) \
453         t=(BN_ULLONG)a[i]*a[i]; \
454         t1=(BN_ULONG)Lw(t); \
455         t2=(BN_ULONG)Hw(t); \
456         c0=(c0+t1)&BN_MASK2; if ((c0) < t1) t2++; \
457         c1=(c1+t2)&BN_MASK2; if ((c1) < t2) c2++;
458
459 #define sqr_add_c2(a,i,j,c0,c1,c2) \
460         mul_add_c2((a)[i],(a)[j],c0,c1,c2)
461
462 #elif defined(BN_UMULT_LOHI)
463
464 #define mul_add_c(a,b,c0,c1,c2) {       \
465         BN_ULONG ta=(a),tb=(b);         \
466         BN_UMULT_LOHI(t1,t2,ta,tb);     \
467         c0 += t1; t2 += (c0<t1)?1:0;    \
468         c1 += t2; c2 += (c1<t2)?1:0;    \
469         }
470
471 #define mul_add_c2(a,b,c0,c1,c2) {      \
472         BN_ULONG ta=(a),tb=(b),t0;      \
473         BN_UMULT_LOHI(t0,t1,ta,tb);     \
474         t2 = t1+t1; c2 += (t2<t1)?1:0;  \
475         t1 = t0+t0; t2 += (t1<t0)?1:0;  \
476         c0 += t1; t2 += (c0<t1)?1:0;    \
477         c1 += t2; c2 += (c1<t2)?1:0;    \
478         }
479
480 #define sqr_add_c(a,i,c0,c1,c2) {       \
481         BN_ULONG ta=(a)[i];             \
482         BN_UMULT_LOHI(t1,t2,ta,ta);     \
483         c0 += t1; t2 += (c0<t1)?1:0;    \
484         c1 += t2; c2 += (c1<t2)?1:0;    \
485         }
486
487 #define sqr_add_c2(a,i,j,c0,c1,c2)      \
488         mul_add_c2((a)[i],(a)[j],c0,c1,c2)
489
490 #elif defined(BN_UMULT_HIGH)
491
492 #define mul_add_c(a,b,c0,c1,c2) {       \
493         BN_ULONG ta=(a),tb=(b);         \
494         t1 = ta * tb;                   \
495         t2 = BN_UMULT_HIGH(ta,tb);      \
496         c0 += t1; t2 += (c0<t1)?1:0;    \
497         c1 += t2; c2 += (c1<t2)?1:0;    \
498         }
499
500 #define mul_add_c2(a,b,c0,c1,c2) {      \
501         BN_ULONG ta=(a),tb=(b),t0;      \
502         t1 = BN_UMULT_HIGH(ta,tb);      \
503         t0 = ta * tb;                   \
504         t2 = t1+t1; c2 += (t2<t1)?1:0;  \
505         t1 = t0+t0; t2 += (t1<t0)?1:0;  \
506         c0 += t1; t2 += (c0<t1)?1:0;    \
507         c1 += t2; c2 += (c1<t2)?1:0;    \
508         }
509
510 #define sqr_add_c(a,i,c0,c1,c2) {       \
511         BN_ULONG ta=(a)[i];             \
512         t1 = ta * ta;                   \
513         t2 = BN_UMULT_HIGH(ta,ta);      \
514         c0 += t1; t2 += (c0<t1)?1:0;    \
515         c1 += t2; c2 += (c1<t2)?1:0;    \
516         }
517
518 #define sqr_add_c2(a,i,j,c0,c1,c2)      \
519         mul_add_c2((a)[i],(a)[j],c0,c1,c2)
520
521 #else /* !BN_LLONG */
522 #define mul_add_c(a,b,c0,c1,c2) \
523         t1=LBITS(a); t2=HBITS(a); \
524         bl=LBITS(b); bh=HBITS(b); \
525         mul64(t1,t2,bl,bh); \
526         c0=(c0+t1)&BN_MASK2; if ((c0) < t1) t2++; \
527         c1=(c1+t2)&BN_MASK2; if ((c1) < t2) c2++;
528
529 #define mul_add_c2(a,b,c0,c1,c2) \
530         t1=LBITS(a); t2=HBITS(a); \
531         bl=LBITS(b); bh=HBITS(b); \
532         mul64(t1,t2,bl,bh); \
533         if (t2 & BN_TBIT) c2++; \
534         t2=(t2+t2)&BN_MASK2; \
535         if (t1 & BN_TBIT) t2++; \
536         t1=(t1+t1)&BN_MASK2; \
537         c0=(c0+t1)&BN_MASK2;  \
538         if ((c0 < t1) && (((++t2)&BN_MASK2) == 0)) c2++; \
539         c1=(c1+t2)&BN_MASK2; if ((c1) < t2) c2++;
540
541 #define sqr_add_c(a,i,c0,c1,c2) \
542         sqr64(t1,t2,(a)[i]); \
543         c0=(c0+t1)&BN_MASK2; if ((c0) < t1) t2++; \
544         c1=(c1+t2)&BN_MASK2; if ((c1) < t2) c2++;
545
546 #define sqr_add_c2(a,i,j,c0,c1,c2) \
547         mul_add_c2((a)[i],(a)[j],c0,c1,c2)
548 #endif /* !BN_LLONG */
549
550 void bn_mul_comba8(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b)
551         {
552 #ifdef BN_LLONG
553         BN_ULLONG t;
554 #else
555         BN_ULONG bl,bh;
556 #endif
557         BN_ULONG t1,t2;
558         BN_ULONG c1,c2,c3;
559
560         c1=0;
561         c2=0;
562         c3=0;
563         mul_add_c(a[0],b[0],c1,c2,c3);
564         r[0]=c1;
565         c1=0;
566         mul_add_c(a[0],b[1],c2,c3,c1);
567         mul_add_c(a[1],b[0],c2,c3,c1);
568         r[1]=c2;
569         c2=0;
570         mul_add_c(a[2],b[0],c3,c1,c2);
571         mul_add_c(a[1],b[1],c3,c1,c2);
572         mul_add_c(a[0],b[2],c3,c1,c2);
573         r[2]=c3;
574         c3=0;
575         mul_add_c(a[0],b[3],c1,c2,c3);
576         mul_add_c(a[1],b[2],c1,c2,c3);
577         mul_add_c(a[2],b[1],c1,c2,c3);
578         mul_add_c(a[3],b[0],c1,c2,c3);
579         r[3]=c1;
580         c1=0;
581         mul_add_c(a[4],b[0],c2,c3,c1);
582         mul_add_c(a[3],b[1],c2,c3,c1);
583         mul_add_c(a[2],b[2],c2,c3,c1);
584         mul_add_c(a[1],b[3],c2,c3,c1);
585         mul_add_c(a[0],b[4],c2,c3,c1);
586         r[4]=c2;
587         c2=0;
588         mul_add_c(a[0],b[5],c3,c1,c2);
589         mul_add_c(a[1],b[4],c3,c1,c2);
590         mul_add_c(a[2],b[3],c3,c1,c2);
591         mul_add_c(a[3],b[2],c3,c1,c2);
592         mul_add_c(a[4],b[1],c3,c1,c2);
593         mul_add_c(a[5],b[0],c3,c1,c2);
594         r[5]=c3;
595         c3=0;
596         mul_add_c(a[6],b[0],c1,c2,c3);
597         mul_add_c(a[5],b[1],c1,c2,c3);
598         mul_add_c(a[4],b[2],c1,c2,c3);
599         mul_add_c(a[3],b[3],c1,c2,c3);
600         mul_add_c(a[2],b[4],c1,c2,c3);
601         mul_add_c(a[1],b[5],c1,c2,c3);
602         mul_add_c(a[0],b[6],c1,c2,c3);
603         r[6]=c1;
604         c1=0;
605         mul_add_c(a[0],b[7],c2,c3,c1);
606         mul_add_c(a[1],b[6],c2,c3,c1);
607         mul_add_c(a[2],b[5],c2,c3,c1);
608         mul_add_c(a[3],b[4],c2,c3,c1);
609         mul_add_c(a[4],b[3],c2,c3,c1);
610         mul_add_c(a[5],b[2],c2,c3,c1);
611         mul_add_c(a[6],b[1],c2,c3,c1);
612         mul_add_c(a[7],b[0],c2,c3,c1);
613         r[7]=c2;
614         c2=0;
615         mul_add_c(a[7],b[1],c3,c1,c2);
616         mul_add_c(a[6],b[2],c3,c1,c2);
617         mul_add_c(a[5],b[3],c3,c1,c2);
618         mul_add_c(a[4],b[4],c3,c1,c2);
619         mul_add_c(a[3],b[5],c3,c1,c2);
620         mul_add_c(a[2],b[6],c3,c1,c2);
621         mul_add_c(a[1],b[7],c3,c1,c2);
622         r[8]=c3;
623         c3=0;
624         mul_add_c(a[2],b[7],c1,c2,c3);
625         mul_add_c(a[3],b[6],c1,c2,c3);
626         mul_add_c(a[4],b[5],c1,c2,c3);
627         mul_add_c(a[5],b[4],c1,c2,c3);
628         mul_add_c(a[6],b[3],c1,c2,c3);
629         mul_add_c(a[7],b[2],c1,c2,c3);
630         r[9]=c1;
631         c1=0;
632         mul_add_c(a[7],b[3],c2,c3,c1);
633         mul_add_c(a[6],b[4],c2,c3,c1);
634         mul_add_c(a[5],b[5],c2,c3,c1);
635         mul_add_c(a[4],b[6],c2,c3,c1);
636         mul_add_c(a[3],b[7],c2,c3,c1);
637         r[10]=c2;
638         c2=0;
639         mul_add_c(a[4],b[7],c3,c1,c2);
640         mul_add_c(a[5],b[6],c3,c1,c2);
641         mul_add_c(a[6],b[5],c3,c1,c2);
642         mul_add_c(a[7],b[4],c3,c1,c2);
643         r[11]=c3;
644         c3=0;
645         mul_add_c(a[7],b[5],c1,c2,c3);
646         mul_add_c(a[6],b[6],c1,c2,c3);
647         mul_add_c(a[5],b[7],c1,c2,c3);
648         r[12]=c1;
649         c1=0;
650         mul_add_c(a[6],b[7],c2,c3,c1);
651         mul_add_c(a[7],b[6],c2,c3,c1);
652         r[13]=c2;
653         c2=0;
654         mul_add_c(a[7],b[7],c3,c1,c2);
655         r[14]=c3;
656         r[15]=c1;
657         }
658
659 void bn_mul_comba4(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b)
660         {
661 #ifdef BN_LLONG
662         BN_ULLONG t;
663 #else
664         BN_ULONG bl,bh;
665 #endif
666         BN_ULONG t1,t2;
667         BN_ULONG c1,c2,c3;
668
669         c1=0;
670         c2=0;
671         c3=0;
672         mul_add_c(a[0],b[0],c1,c2,c3);
673         r[0]=c1;
674         c1=0;
675         mul_add_c(a[0],b[1],c2,c3,c1);
676         mul_add_c(a[1],b[0],c2,c3,c1);
677         r[1]=c2;
678         c2=0;
679         mul_add_c(a[2],b[0],c3,c1,c2);
680         mul_add_c(a[1],b[1],c3,c1,c2);
681         mul_add_c(a[0],b[2],c3,c1,c2);
682         r[2]=c3;
683         c3=0;
684         mul_add_c(a[0],b[3],c1,c2,c3);
685         mul_add_c(a[1],b[2],c1,c2,c3);
686         mul_add_c(a[2],b[1],c1,c2,c3);
687         mul_add_c(a[3],b[0],c1,c2,c3);
688         r[3]=c1;
689         c1=0;
690         mul_add_c(a[3],b[1],c2,c3,c1);
691         mul_add_c(a[2],b[2],c2,c3,c1);
692         mul_add_c(a[1],b[3],c2,c3,c1);
693         r[4]=c2;
694         c2=0;
695         mul_add_c(a[2],b[3],c3,c1,c2);
696         mul_add_c(a[3],b[2],c3,c1,c2);
697         r[5]=c3;
698         c3=0;
699         mul_add_c(a[3],b[3],c1,c2,c3);
700         r[6]=c1;
701         r[7]=c2;
702         }
703
704 void bn_sqr_comba8(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a)
705         {
706 #ifdef BN_LLONG
707         BN_ULLONG t,tt;
708 #else
709         BN_ULONG bl,bh;
710 #endif
711         BN_ULONG t1,t2;
712         BN_ULONG c1,c2,c3;
713
714         c1=0;
715         c2=0;
716         c3=0;
717         sqr_add_c(a,0,c1,c2,c3);
718         r[0]=c1;
719         c1=0;
720         sqr_add_c2(a,1,0,c2,c3,c1);
721         r[1]=c2;
722         c2=0;
723         sqr_add_c(a,1,c3,c1,c2);
724         sqr_add_c2(a,2,0,c3,c1,c2);
725         r[2]=c3;
726         c3=0;
727         sqr_add_c2(a,3,0,c1,c2,c3);
728         sqr_add_c2(a,2,1,c1,c2,c3);
729         r[3]=c1;
730         c1=0;
731         sqr_add_c(a,2,c2,c3,c1);
732         sqr_add_c2(a,3,1,c2,c3,c1);
733         sqr_add_c2(a,4,0,c2,c3,c1);
734         r[4]=c2;
735         c2=0;
736         sqr_add_c2(a,5,0,c3,c1,c2);
737         sqr_add_c2(a,4,1,c3,c1,c2);
738         sqr_add_c2(a,3,2,c3,c1,c2);
739         r[5]=c3;
740         c3=0;
741         sqr_add_c(a,3,c1,c2,c3);
742         sqr_add_c2(a,4,2,c1,c2,c3);
743         sqr_add_c2(a,5,1,c1,c2,c3);
744         sqr_add_c2(a,6,0,c1,c2,c3);
745         r[6]=c1;
746         c1=0;
747         sqr_add_c2(a,7,0,c2,c3,c1);
748         sqr_add_c2(a,6,1,c2,c3,c1);
749         sqr_add_c2(a,5,2,c2,c3,c1);
750         sqr_add_c2(a,4,3,c2,c3,c1);
751         r[7]=c2;
752         c2=0;
753         sqr_add_c(a,4,c3,c1,c2);
754         sqr_add_c2(a,5,3,c3,c1,c2);
755         sqr_add_c2(a,6,2,c3,c1,c2);
756         sqr_add_c2(a,7,1,c3,c1,c2);
757         r[8]=c3;
758         c3=0;
759         sqr_add_c2(a,7,2,c1,c2,c3);
760         sqr_add_c2(a,6,3,c1,c2,c3);
761         sqr_add_c2(a,5,4,c1,c2,c3);
762         r[9]=c1;
763         c1=0;
764         sqr_add_c(a,5,c2,c3,c1);
765         sqr_add_c2(a,6,4,c2,c3,c1);
766         sqr_add_c2(a,7,3,c2,c3,c1);
767         r[10]=c2;
768         c2=0;
769         sqr_add_c2(a,7,4,c3,c1,c2);
770         sqr_add_c2(a,6,5,c3,c1,c2);
771         r[11]=c3;
772         c3=0;
773         sqr_add_c(a,6,c1,c2,c3);
774         sqr_add_c2(a,7,5,c1,c2,c3);
775         r[12]=c1;
776         c1=0;
777         sqr_add_c2(a,7,6,c2,c3,c1);
778         r[13]=c2;
779         c2=0;
780         sqr_add_c(a,7,c3,c1,c2);
781         r[14]=c3;
782         r[15]=c1;
783         }
784
785 void bn_sqr_comba4(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a)
786         {
787 #ifdef BN_LLONG
788         BN_ULLONG t,tt;
789 #else
790         BN_ULONG bl,bh;
791 #endif
792         BN_ULONG t1,t2;
793         BN_ULONG c1,c2,c3;
794
795         c1=0;
796         c2=0;
797         c3=0;
798         sqr_add_c(a,0,c1,c2,c3);
799         r[0]=c1;
800         c1=0;
801         sqr_add_c2(a,1,0,c2,c3,c1);
802         r[1]=c2;
803         c2=0;
804         sqr_add_c(a,1,c3,c1,c2);
805         sqr_add_c2(a,2,0,c3,c1,c2);
806         r[2]=c3;
807         c3=0;
808         sqr_add_c2(a,3,0,c1,c2,c3);
809         sqr_add_c2(a,2,1,c1,c2,c3);
810         r[3]=c1;
811         c1=0;
812         sqr_add_c(a,2,c2,c3,c1);
813         sqr_add_c2(a,3,1,c2,c3,c1);
814         r[4]=c2;
815         c2=0;
816         sqr_add_c2(a,3,2,c3,c1,c2);
817         r[5]=c3;
818         c3=0;
819         sqr_add_c(a,3,c1,c2,c3);
820         r[6]=c1;
821         r[7]=c2;
822         }
823
824 #ifdef OPENSSL_BN_ASM_MONT
825 /*
826  * This is essentially reference implementation, which may or may not
827  * result in performance improvement. E.g. on IA-32 this does give 40%
828  * faster rsa1024 private key operations and 10% faster rsa4096 ones,
829  * while on AMD64 it improves rsa1024 sign only by 10%, but *worsens*
830  * rsa4096 sign by 15%. Once again, it's a reference implementation,
831  * one to be used as start-point for platform-specific assembler.
832  */
833 void bn_mul_mont(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp, const BN_ULONG *np,BN_ULONG n0, int num)
834         {
835         BN_ULONG c0,c1,ml,*tp;
836 #ifdef mul64
837         BN_ULONG mh;
838 #endif
839         volatile BN_ULONG *vp;
840         int i=0,j;
841
842         vp = tp = alloca((num+2)*sizeof(BN_ULONG));
843
844         tp[num]   = bn_mul_words(tp,ap,num,bp[0]);
845         tp[num+1] = 0;
846         goto enter;
847
848         for(i=0;i<num;i++)
849                 {
850                 c0 = bn_mul_add_words(tp,ap,num,bp[i]);
851                 c1 = (tp[num] + c0)&BN_MASK2;
852                 tp[num]   = c1;
853                 tp[num+1] = (c1<c0?1:0);
854         enter:
855                 c1  = tp[0];
856                 ml = (c1*n0)&BN_MASK2;
857                 c0 = 0;
858 #ifdef mul64
859                 mh = HBITS(ml);
860                 ml = LBITS(ml);
861                 mul_add(c1,np[0],ml,mh,c0);
862 #else
863                 mul_add(c1,ml,np[0],c0);
864 #endif
865                 for(j=1;j<num;j++)
866                         {
867                         c1 = tp[j];
868 #ifdef mul64
869                         mul_add(c1,np[j],ml,mh,c0);
870 #else
871                         mul_add(c1,ml,np[j],c0);
872 #endif
873                         tp[j-1] = c1&BN_MASK2;
874                         }
875                 c1        = (tp[num] + c0)&BN_MASK2;
876                 tp[num-1] = c1;
877                 tp[num]   = tp[num+1] + (c1<c0?1:0);
878                 }
879
880         if (tp[num]!=0 || tp[num-1]>=np[num-1])
881                 {
882                 c0 = bn_sub_words(rp,tp,np,num);
883                 if (tp[num]!=0 || c0==0)
884                         {
885                         for(i=0;i<num+2;i++)    vp[i] = 0;
886                         return;
887                         }
888                 }
889         for(i=0;i<num;i++)      rp[i] = tp[i],  vp[i] = 0;
890         vp[num]   = 0;
891         vp[num+1] = 0;
892         }
893
894 void bn_sqr_mont(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *np,BN_ULONG n0, int num)
895         {
896         bn_mul_mont(rp,ap,ap,np,n0,num);
897         }
898 #endif /* OPENSSL_BN_ASM_MONT */
899
900 #else /* !BN_MUL_COMBA */
901
902 /* hmm... is it faster just to do a multiply? */
903 #undef bn_sqr_comba4
904 void bn_sqr_comba4(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a)
905         {
906         BN_ULONG t[8];
907         bn_sqr_normal(r,a,4,t);
908         }
909
910 #undef bn_sqr_comba8
911 void bn_sqr_comba8(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a)
912         {
913         BN_ULONG t[16];
914         bn_sqr_normal(r,a,8,t);
915         }
916
917 void bn_mul_comba4(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b)
918         {
919         r[4]=bn_mul_words(    &(r[0]),a,4,b[0]);
920         r[5]=bn_mul_add_words(&(r[1]),a,4,b[1]);
921         r[6]=bn_mul_add_words(&(r[2]),a,4,b[2]);
922         r[7]=bn_mul_add_words(&(r[3]),a,4,b[3]);
923         }
924
925 void bn_mul_comba8(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b)
926         {
927         r[ 8]=bn_mul_words(    &(r[0]),a,8,b[0]);
928         r[ 9]=bn_mul_add_words(&(r[1]),a,8,b[1]);
929         r[10]=bn_mul_add_words(&(r[2]),a,8,b[2]);
930         r[11]=bn_mul_add_words(&(r[3]),a,8,b[3]);
931         r[12]=bn_mul_add_words(&(r[4]),a,8,b[4]);
932         r[13]=bn_mul_add_words(&(r[5]),a,8,b[5]);
933         r[14]=bn_mul_add_words(&(r[6]),a,8,b[6]);
934         r[15]=bn_mul_add_words(&(r[7]),a,8,b[7]);
935         }
936
937 #ifdef OPENSSL_BN_ASM_MONT
938 void bn_mul_mont(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp, const BN_ULONG *np,BN_ULONG n0, int num)
939         {
940         BN_ULONG c0,c1,*tp;
941         volatile BN_ULONG *vp;
942         int i=0,j;
943
944         vp = tp = alloca((num+2)*sizeof(BN_ULONG));
945
946         for(i=0;i<=num;i++)     tp[i]=0;
947
948         for(i=0;i<num;i++)
949                 {
950                 c0         = bn_mul_add_words(tp,ap,num,bp[i]);
951                 c1         = tp[num] + c0;
952                 tp[num]    = c1;
953                 tp[num+1]  = (c1<c0?1:0);
954
955                 c0         = bn_mul_add_words(tp,np,num,tp[0]*n0);
956                 c1         = tp[num] + c0;
957                 tp[num]    = c1;
958                 tp[num+1] += (c1<c0?1:0);
959                 for(j=0;j<=num;j++)     tp[j]=tp[j+1];
960                 }
961
962         if (tp[num]!=0 || tp[num-1]>=np[num-1])
963                 {
964                 c0 = bn_sub_words(rp,tp,np,num);
965                 if (tp[num]!=0 || c0==0)
966                         {
967                         for(i=0;i<num+2;i++)    vp[i] = 0;
968                         return;
969                         }
970                 }
971         for(i=0;i<num;i++)      rp[i] = tp[i],  vp[i] = 0;
972         vp[num]   = 0;
973         vp[num+1] = 0;
974         }
975
976 void bn_sqr_mont(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *np,BN_ULONG n0, int num)
977         {
978         bn_mul_mont(rp,ap,ap,np,n0,num);
979         }
980 #endif /* OPENSSL_BN_ASM_MONT */
981
982 #endif /* !BN_MUL_COMBA */