crypto/bn/bn_div.c

   1 /* crypto/bn/bn_div.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 /* The old slow way */
  64 #if 0
  65 int BN_div(dv, rem, m, d,ctx)
  66 BIGNUM *dv;
  67 BIGNUM *rem;
  68 BIGNUM *m;
  69 BIGNUM *d;
  70 BN_CTX *ctx;
  71         {
  72         int i,nm,nd;
  73         BIGNUM *D;
  74
  75         if (BN_is_zero(d))
  76                 {
  77                 BNerr(BN_F_BN_DIV,BN_R_DIV_BY_ZERO);
  78                 return(0);
  79                 }
  80
  81         if (BN_ucmp(m,d) < 0)
  82                 {
  83                 if (rem != NULL)
  84                         { if (BN_copy(rem,m) == NULL) return(0); }
  85                 if (dv != NULL) BN_zero(dv);
  86                 return(1);
  87                 }
  88
  89         D=ctx->bn[ctx->tos];
  90         if (dv == NULL) dv=ctx->bn[ctx->tos+1];
  91         if (rem == NULL) rem=ctx->bn[ctx->tos+2];
  92
  93         nd=BN_num_bits(d);
  94         nm=BN_num_bits(m);
  95         if (BN_copy(D,d) == NULL) return(0);
  96         if (BN_copy(rem,m) == NULL) return(0);
  97
  98         /* The next 2 are needed so we can do a dv->d[0]|=1 later
  99          * since BN_lshift1 will only work once there is a value :-) */
 100         BN_zero(dv);
 101         dv->top=1;
 102
 103         if (!BN_lshift(D,D,nm-nd)) return(0);
 104         for (i=nm-nd; i>=0; i--)
 105                 {
 106                 if (!BN_lshift1(dv,dv)) return(0);
 107                 if (BN_ucmp(rem,D) >= 0)
 108                         {
 109                         dv->d[0]|=1;
 110                         bn_qsub(rem,rem,D);
 111                         }
 112 /* CAN IMPROVE (and have now :=) */
 113                 if (!BN_rshift1(D,D)) return(0);
 114                 }
 115         rem->neg=BN_is_zero(rem)?0:m->neg;
 116         dv->neg=m->neg^d->neg;
 117         return(1);
 118         }
 119
 120 #else
 121
 122 int BN_div(dv, rm, num, divisor,ctx)
 123 BIGNUM *dv;
 124 BIGNUM *rm;
 125 BIGNUM *num;
 126 BIGNUM *divisor;
 127 BN_CTX *ctx;
 128         {
 129         int norm_shift,i,j,loop;
 130         BIGNUM *tmp,wnum,*snum,*sdiv,*res;
 131         BN_ULONG *resp,*wnump;
 132         BN_ULONG d0,d1;
 133         int num_n,div_n;
 134
 135         if (BN_is_zero(divisor))
 136                 {
 137                 BNerr(BN_F_BN_DIV,BN_R_DIV_BY_ZERO);
 138                 return(0);
 139                 }
 140
 141         if (BN_ucmp(num,divisor) < 0)
 142                 {
 143                 if (rm != NULL)
 144                         { if (BN_copy(rm,num) == NULL) return(0); }
 145                 if (dv != NULL) BN_zero(dv);
 146                 return(1);
 147                 }
 148
 149         tmp=ctx->bn[ctx->tos];
 150         tmp->neg=0;
 151         snum=ctx->bn[ctx->tos+1];
 152         sdiv=ctx->bn[ctx->tos+2];
 153         if (dv == NULL)
 154                 res=ctx->bn[ctx->tos+3];
 155         else    res=dv;
 156
 157         /* First we normalise the numbers */
 158         norm_shift=BN_BITS2-((BN_num_bits(divisor))%BN_BITS2);
 159         BN_lshift(sdiv,divisor,norm_shift);
 160         sdiv->neg=0;
 161         norm_shift+=BN_BITS2;
 162         BN_lshift(snum,num,norm_shift);
 163         snum->neg=0;
 164         div_n=sdiv->top;
 165         num_n=snum->top;
 166         loop=num_n-div_n;
 167
 168         /* Lets setup a 'window' into snum
 169          * This is the part that corresponds to the current
 170          * 'area' being divided */
 171         wnum.d=  &(snum->d[loop]);
 172         wnum.top= div_n;
 173         wnum.max= snum->max; /* a bit of a lie */
 174         wnum.neg= 0;
 175
 176         /* Get the top 2 words of sdiv */
 177         /* i=sdiv->top; */
 178         d0=sdiv->d[div_n-1];
 179         d1=(div_n == 1)?0:sdiv->d[div_n-2];
 180
 181         /* pointer to the 'top' of snum */
 182         wnump= &(snum->d[num_n-1]);
 183
 184         /* Setup to 'res' */
 185         res->neg= (num->neg^divisor->neg);
 186         res->top=loop;
 187         if (!bn_wexpand(res,(loop+1))) goto err;
 188         resp= &(res->d[loop-1]);
 189
 190         /* space for temp */
 191         if (!bn_wexpand(tmp,(div_n+1))) goto err;
 192
 193         if (BN_ucmp(&wnum,sdiv) >= 0)
 194                 {
 195                 bn_qsub(&wnum,&wnum,sdiv);
 196                 *resp=1;
 197                 res->d[res->top-1]=1;
 198                 }
 199         else
 200                 res->top--;
 201         resp--;
 202
 203         for (i=0; i<loop-1; i++)
 204                 {
 205                 BN_ULONG q,n0,n1;
 206                 BN_ULONG l0;
 207
 208                 wnum.d--; wnum.top++;
 209                 n0=wnump[0];
 210                 n1=wnump[-1];
 211                 if (n0 == d0)
 212                         q=BN_MASK2;
 213                 else
 214                         q=bn_div64(n0,n1,d0);
 215                 {
 216 #ifdef BN_LLONG
 217                 BN_ULLONG t1,t2,rem;
 218                 t1=((BN_ULLONG)n0<<BN_BITS2)|n1;
 219                 for (;;)
 220                         {
 221                         t2=(BN_ULLONG)d1*q;
 222                         rem=t1-(BN_ULLONG)q*d0;
 223                         if ((rem>>BN_BITS2) ||
 224                                 (t2 <= ((BN_ULLONG)(rem<<BN_BITS2)+wnump[-2])))
 225                                 break;
 226                         q--;
 227                         }
 228 #else
 229                 BN_ULONG t1l,t1h,t2l,t2h,t3l,t3h,ql,qh,t3t;
 230                 t1h=n0;
 231                 t1l=n1;
 232                 for (;;)
 233                         {
 234                         t2l=LBITS(d1); t2h=HBITS(d1);
 235                         ql =LBITS(q);  qh =HBITS(q);
 236                         mul64(t2l,t2h,ql,qh); /* t2=(BN_ULLONG)d1*q; */
 237
 238                         t3t=LBITS(d0); t3h=HBITS(d0);
 239                         mul64(t3t,t3h,ql,qh); /* t3=t1-(BN_ULLONG)q*d0; */
 240                         t3l=(t1l-t3t)&BN_MASK2;
 241                         if (t3l > t1l) t3h++;
 242                         t3h=(t1h-t3h)&BN_MASK2;
 243
 244                         /*if ((t3>>BN_BITS2) ||
 245                                 (t2 <= ((t3<<BN_BITS2)+wnump[-2])))
 246                                 break; */
 247                         if (t3h) break;
 248                         if (t2h < t3l) break;
 249                         if ((t2h == t3l) && (t2l <= wnump[-2])) break;
 250
 251                         q--;
 252                         }
 253 #endif
 254                 }
 255                 l0=bn_mul_words(tmp->d,sdiv->d,div_n,q);
 256                 tmp->d[div_n]=l0;
 257                 for (j=div_n+1; j>0; j--)
 258                         if (tmp->d[j-1]) break;
 259                 tmp->top=j;
 260
 261                 j=wnum.top;
 262                 BN_sub(&wnum,&wnum,tmp);
 263
 264                 snum->top=snum->top+wnum.top-j;
 265
 266                 if (wnum.neg)
 267                         {
 268                         q--;
 269                         j=wnum.top;
 270                         BN_add(&wnum,&wnum,sdiv);
 271                         snum->top+=wnum.top-j;
 272                         }
 273                 *(resp--)=q;
 274                 wnump--;
 275                 }
 276         if (rm != NULL)
 277                 {
 278                 BN_rshift(rm,snum,norm_shift);
 279                 rm->neg=num->neg;
 280                 }
 281         return(1);
 282 err:
 283         return(0);
 284         }
 285
 286 #endif