833d2a8e401f934bc0db438e0b06049a2a385655
[openssl.git] / crypto / bn / bn_gcd.c
1 /* crypto/bn/bn_gcd.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 #ifndef NOPROTO
64 static BIGNUM *euclid(BIGNUM *a, BIGNUM *b);
65 #else
66 static BIGNUM *euclid();
67 #endif
68
69 int BN_gcd(BIGNUM *r, BIGNUM *in_a, BIGNUM *in_b, BN_CTX *ctx)
70         {
71         BIGNUM *a,*b,*t;
72         int ret=0;
73
74         bn_check_top(in_a);
75         bn_check_top(in_b);
76
77         a= &(ctx->bn[ctx->tos]);
78         b= &(ctx->bn[ctx->tos+1]);
79
80         if (BN_copy(a,in_a) == NULL) goto err;
81         if (BN_copy(b,in_b) == NULL) goto err;
82
83         if (BN_cmp(a,b) < 0) { t=a; a=b; b=t; }
84         t=euclid(a,b);
85         if (t == NULL) goto err;
86
87         if (BN_copy(r,t) == NULL) goto err;
88         ret=1;
89 err:
90         return(ret);
91         }
92
93 static BIGNUM *euclid(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
94         {
95         BIGNUM *t;
96         int shifts=0;
97
98         bn_check_top(a);
99         bn_check_top(b);
100
101         for (;;)
102                 {
103                 if (BN_is_zero(b))
104                         break;
105
106                 if (BN_is_odd(a))
107                         {
108                         if (BN_is_odd(b))
109                                 {
110                                 if (!BN_sub(a,a,b)) goto err;
111                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
112                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
113                                         { t=a; a=b; b=t; }
114                                 }
115                         else            /* a odd - b even */
116                                 {
117                                 if (!BN_rshift1(b,b)) goto err;
118                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
119                                         { t=a; a=b; b=t; }
120                                 }
121                         }
122                 else                    /* a is even */
123                         {
124                         if (BN_is_odd(b))
125                                 {
126                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
127                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
128                                         { t=a; a=b; b=t; }
129                                 }
130                         else            /* a even - b even */
131                                 {
132                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
133                                 if (!BN_rshift1(b,b)) goto err;
134                                 shifts++;
135                                 }
136                         }
137                 }
138         if (shifts)
139                 {
140                 if (!BN_lshift(a,a,shifts)) goto err;
141                 }
142         return(a);
143 err:
144         return(NULL);
145         }
146
147 /* solves ax == 1 (mod n) */
148 BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *in, BIGNUM *a, BIGNUM *n, BN_CTX *ctx)
149         {
150         BIGNUM *A,*B,*X,*Y,*M,*D,*R;
151         BIGNUM *T,*ret=NULL;
152         int sign;
153
154         bn_check_top(a);
155         bn_check_top(n);
156
157         A= &(ctx->bn[ctx->tos]);
158         B= &(ctx->bn[ctx->tos+1]);
159         X= &(ctx->bn[ctx->tos+2]);
160         D= &(ctx->bn[ctx->tos+3]);
161         M= &(ctx->bn[ctx->tos+4]);
162         Y= &(ctx->bn[ctx->tos+5]);
163         ctx->tos+=6;
164         if (in == NULL)
165                 R=BN_new();
166         else
167                 R=in;
168         if (R == NULL) goto err;
169
170         BN_zero(X);
171         BN_one(Y);
172         if (BN_copy(A,a) == NULL) goto err;
173         if (BN_copy(B,n) == NULL) goto err;
174         sign=1;
175
176         while (!BN_is_zero(B))
177                 {
178                 if (!BN_div(D,M,A,B,ctx)) goto err;
179                 T=A;
180                 A=B;
181                 B=M;
182                 /* T has a struct, M does not */
183
184                 if (!BN_mul(T,D,X,ctx)) goto err;
185                 if (!BN_add(T,T,Y)) goto err;
186                 M=Y;
187                 Y=X;
188                 X=T;
189                 sign= -sign;
190                 }
191         if (sign < 0)
192                 {
193                 if (!BN_sub(Y,n,Y)) goto err;
194                 }
195
196         if (BN_is_one(A))
197                 { if (!BN_mod(R,Y,n,ctx)) goto err; }
198         else
199                 {
200                 BNerr(BN_F_BN_MOD_INVERSE,BN_R_NO_INVERSE);
201                 goto err;
202                 }
203         ret=R;
204 err:
205         if ((ret == NULL) && (in == NULL)) BN_free(R);
206         ctx->tos-=6;
207         return(ret);
208         }
209