BN_FLG_FREE is of extremely dubious usefulness, and is only referred to
[openssl.git] / crypto / bn / bn_lib.c
1 /* crypto/bn/bn_lib.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 <assert.h>
65 #include <limits.h>
66 #include <stdio.h>
67 #include "cryptlib.h"
68 #include "bn_lcl.h"
69
70 const char *BN_version="Big Number" OPENSSL_VERSION_PTEXT;
71
72 /* For a 32 bit machine
73  * 2 -   4 ==  128
74  * 3 -   8 ==  256
75  * 4 -  16 ==  512
76  * 5 -  32 == 1024
77  * 6 -  64 == 2048
78  * 7 - 128 == 4096
79  * 8 - 256 == 8192
80  */
81 static int bn_limit_bits=0;
82 static int bn_limit_num=8;        /* (1<<bn_limit_bits) */
83 static int bn_limit_bits_low=0;
84 static int bn_limit_num_low=8;    /* (1<<bn_limit_bits_low) */
85 static int bn_limit_bits_high=0;
86 static int bn_limit_num_high=8;   /* (1<<bn_limit_bits_high) */
87 static int bn_limit_bits_mont=0;
88 static int bn_limit_num_mont=8;   /* (1<<bn_limit_bits_mont) */
89
90 void BN_set_params(int mult, int high, int low, int mont)
91         {
92         if (mult >= 0)
93                 {
94                 if (mult > (int)(sizeof(int)*8)-1)
95                         mult=sizeof(int)*8-1;
96                 bn_limit_bits=mult;
97                 bn_limit_num=1<<mult;
98                 }
99         if (high >= 0)
100                 {
101                 if (high > (int)(sizeof(int)*8)-1)
102                         high=sizeof(int)*8-1;
103                 bn_limit_bits_high=high;
104                 bn_limit_num_high=1<<high;
105                 }
106         if (low >= 0)
107                 {
108                 if (low > (int)(sizeof(int)*8)-1)
109                         low=sizeof(int)*8-1;
110                 bn_limit_bits_low=low;
111                 bn_limit_num_low=1<<low;
112                 }
113         if (mont >= 0)
114                 {
115                 if (mont > (int)(sizeof(int)*8)-1)
116                         mont=sizeof(int)*8-1;
117                 bn_limit_bits_mont=mont;
118                 bn_limit_num_mont=1<<mont;
119                 }
120         }
121
122 int BN_get_params(int which)
123         {
124         if      (which == 0) return(bn_limit_bits);
125         else if (which == 1) return(bn_limit_bits_high);
126         else if (which == 2) return(bn_limit_bits_low);
127         else if (which == 3) return(bn_limit_bits_mont);
128         else return(0);
129         }
130
131 const BIGNUM *BN_value_one(void)
132         {
133         static BN_ULONG data_one=1L;
134         static BIGNUM const_one={&data_one,1,1,0,BN_FLG_STATIC_DATA};
135
136         return(&const_one);
137         }
138
139 char *BN_options(void)
140         {
141         static int init=0;
142         static char data[16];
143
144         if (!init)
145                 {
146                 init++;
147 #ifdef BN_LLONG
148                 sprintf(data,"bn(%d,%d)",(int)sizeof(BN_ULLONG)*8,
149                         (int)sizeof(BN_ULONG)*8);
150 #else
151                 sprintf(data,"bn(%d,%d)",(int)sizeof(BN_ULONG)*8,
152                         (int)sizeof(BN_ULONG)*8);
153 #endif
154                 }
155         return(data);
156         }
157
158 int BN_num_bits_word(BN_ULONG l)
159         {
160         static const char bits[256]={
161                 0,1,2,2,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,4,4,
162                 5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
163                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
164                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
165                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
166                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
167                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
168                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
169                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
170                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
171                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
172                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
173                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
174                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
175                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
176                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
177                 };
178
179 #if defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
180         if (l & 0xffffffff00000000L)
181                 {
182                 if (l & 0xffff000000000000L)
183                         {
184                         if (l & 0xff00000000000000L)
185                                 {
186                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
187                                 }
188                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
189                         }
190                 else
191                         {
192                         if (l & 0x0000ff0000000000L)
193                                 {
194                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
195                                 }
196                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
197                         }
198                 }
199         else
200 #else
201 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT
202         if (l & 0xffffffff00000000LL)
203                 {
204                 if (l & 0xffff000000000000LL)
205                         {
206                         if (l & 0xff00000000000000LL)
207                                 {
208                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
209                                 }
210                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
211                         }
212                 else
213                         {
214                         if (l & 0x0000ff0000000000LL)
215                                 {
216                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
217                                 }
218                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
219                         }
220                 }
221         else
222 #endif
223 #endif
224                 {
225 #if defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
226                 if (l & 0xffff0000L)
227                         {
228                         if (l & 0xff000000L)
229                                 return(bits[(int)(l>>24L)]+24);
230                         else    return(bits[(int)(l>>16L)]+16);
231                         }
232                 else
233 #endif
234                         {
235 #if defined(SIXTEEN_BIT) || defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
236                         if (l & 0xff00L)
237                                 return(bits[(int)(l>>8)]+8);
238                         else    
239 #endif
240                                 return(bits[(int)(l   )]  );
241                         }
242                 }
243         }
244
245 int BN_num_bits(const BIGNUM *a)
246         {
247         BN_ULONG l;
248         int i;
249
250         bn_check_top(a);
251
252         if (a->top == 0) return(0);
253         l=a->d[a->top-1];
254         assert(l != 0);
255         i=(a->top-1)*BN_BITS2;
256         return(i+BN_num_bits_word(l));
257         }
258
259 void BN_clear_free(BIGNUM *a)
260         {
261         int i;
262
263         if (a == NULL) return;
264         if (a->d != NULL)
265                 {
266                 OPENSSL_cleanse(a->d,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
267                 if (!(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
268                         OPENSSL_free(a->d);
269                 }
270         i=BN_get_flags(a,BN_FLG_MALLOCED);
271         OPENSSL_cleanse(a,sizeof(BIGNUM));
272         if (i)
273                 OPENSSL_free(a);
274         }
275
276 void BN_free(BIGNUM *a)
277         {
278         if (a == NULL) return;
279         if ((a->d != NULL) && !(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
280                 OPENSSL_free(a->d);
281         if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
282                 OPENSSL_free(a);
283         else
284                 {
285 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED
286                 a->flags|=BN_FLG_FREE;
287 #endif
288                 a->d = NULL;
289                 }
290         }
291
292 void BN_init(BIGNUM *a)
293         {
294         memset(a,0,sizeof(BIGNUM));
295         bn_check_top(a);
296         }
297
298 BIGNUM *BN_new(void)
299         {
300         BIGNUM *ret;
301
302         if ((ret=(BIGNUM *)OPENSSL_malloc(sizeof(BIGNUM))) == NULL)
303                 {
304                 BNerr(BN_F_BN_NEW,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
305                 return(NULL);
306                 }
307         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
308         ret->top=0;
309         ret->neg=0;
310         ret->dmax=0;
311         ret->d=NULL;
312         bn_check_top(ret);
313         return(ret);
314         }
315
316 /* This is used both by bn_expand2() and bn_dup_expand() */
317 /* The caller MUST check that words > b->dmax before calling this */
318 static BN_ULONG *bn_expand_internal(const BIGNUM *b, int words)
319         {
320         BN_ULONG *A,*a = NULL;
321         const BN_ULONG *B;
322         int i;
323
324         if (words > (INT_MAX/(4*BN_BITS2)))
325                 {
326                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_BIGNUM_TOO_LONG);
327                 return NULL;
328                 }
329
330         bn_check_top(b);        
331         if (BN_get_flags(b,BN_FLG_STATIC_DATA))
332                 {
333                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA);
334                 return(NULL);
335                 }
336         a=A=(BN_ULONG *)OPENSSL_malloc(sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
337         if (A == NULL)
338                 {
339                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
340                 return(NULL);
341                 }
342 #if 1
343         B=b->d;
344         /* Check if the previous number needs to be copied */
345         if (B != NULL)
346                 {
347                 for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
348                         {
349                         /*
350                          * The fact that the loop is unrolled
351                          * 4-wise is a tribute to Intel. It's
352                          * the one that doesn't have enough
353                          * registers to accomodate more data.
354                          * I'd unroll it 8-wise otherwise:-)
355                          *
356                          *              <appro@fy.chalmers.se>
357                          */
358                         BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
359                         a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
360                         A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
361                         }
362                 switch (b->top&3)
363                         {
364                 case 3: A[2]=B[2];
365                 case 2: A[1]=B[1];
366                 case 1: A[0]=B[0];
367                 case 0: /* workaround for ultrix cc: without 'case 0', the optimizer does
368                          * the switch table by doing a=top&3; a--; goto jump_table[a];
369                          * which fails for top== 0 */
370                         ;
371                         }
372                 }
373
374 #else
375         memset(A,0,sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
376         memcpy(A,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
377 #endif
378                 
379         return(a);
380         }
381
382 /* This is an internal function that can be used instead of bn_expand2()
383  * when there is a need to copy BIGNUMs instead of only expanding the
384  * data part, while still expanding them.
385  * Especially useful when needing to expand BIGNUMs that are declared
386  * 'const' and should therefore not be changed.
387  * The reason to use this instead of a BN_dup() followed by a bn_expand2()
388  * is memory allocation overhead.  A BN_dup() followed by a bn_expand2()
389  * will allocate new memory for the BIGNUM data twice, and free it once,
390  * while bn_dup_expand() makes sure allocation is made only once.
391  */
392
393 BIGNUM *bn_dup_expand(const BIGNUM *b, int words)
394         {
395         BIGNUM *r = NULL;
396
397         /* This function does not work if
398          *      words <= b->dmax && top < words
399          * because BN_dup() does not preserve 'dmax'!
400          * (But bn_dup_expand() is not used anywhere yet.)
401          */
402         
403         if (words > b->dmax)
404                 {
405                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
406
407                 if (a)
408                         {
409                         r = BN_new();
410                         if (r)
411                                 {
412                                 r->top = b->top;
413                                 r->dmax = words;
414                                 r->neg = b->neg;
415                                 r->d = a;
416                                 }
417                         else
418                                 {
419                                 /* r == NULL, BN_new failure */
420                                 OPENSSL_free(a);
421                                 }
422                         }
423                 /* If a == NULL, there was an error in allocation in
424                    bn_expand_internal(), and NULL should be returned */
425                 }
426         else
427                 {
428                 r = BN_dup(b);
429                 }
430
431         bn_check_top(r);
432         return r;
433         }
434
435 /* This is an internal function that should not be used in applications.
436  * It ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number
437  * and initialises any unused part of b->d with leading zeros.
438  * It is mostly used by the various BIGNUM routines. If there is an error,
439  * NULL is returned. If not, 'b' is returned. */
440
441 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
442         {
443         BN_ULONG *A;
444         int i;
445
446         if (words > b->dmax)
447                 {
448                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
449
450                 if (a)
451                         {
452                         if (b->d)
453                                 OPENSSL_free(b->d);
454                         b->d=a;
455                         b->dmax=words;
456                         }
457                 else
458                         b = NULL;
459                 }
460         
461         /* NB: bn_wexpand() calls this only if the BIGNUM really has to grow */
462         if ((b != NULL) && (b->top < b->dmax))
463                 {
464                 A = &(b->d[b->top]);
465                 for (i=(b->dmax - b->top)>>3; i>0; i--,A+=8)
466                         {
467                         A[0]=0; A[1]=0; A[2]=0; A[3]=0;
468                         A[4]=0; A[5]=0; A[6]=0; A[7]=0;
469                         }
470                 for (i=(b->dmax - b->top)&7; i>0; i--,A++)
471                         A[0]=0;
472                 assert(A == &(b->d[b->dmax]));
473                 }
474         else if(b) bn_check_top(b);
475         return b;
476         }
477
478 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a)
479         {
480         BIGNUM *r, *t;
481
482         if (a == NULL) return NULL;
483
484         bn_check_top(a);
485
486         t = BN_new();
487         if (t == NULL) return(NULL);
488         r = BN_copy(t, a);
489         /* now  r == t || r == NULL */
490         if (r == NULL)
491                 BN_free(t);
492         bn_check_top(r);
493         return r;
494         }
495
496 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
497         {
498         int i;
499         BN_ULONG *A;
500         const BN_ULONG *B;
501
502         bn_check_top(b);
503
504         if (a == b) return(a);
505         if (bn_wexpand(a,b->top) == NULL) return(NULL);
506
507 #if 1
508         A=a->d;
509         B=b->d;
510         for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
511                 {
512                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
513                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
514                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
515                 }
516         switch (b->top&3)
517                 {
518                 case 3: A[2]=B[2];
519                 case 2: A[1]=B[1];
520                 case 1: A[0]=B[0];
521                 case 0: ; /* ultrix cc workaround, see comments in bn_expand_internal */
522                 }
523 #else
524         memcpy(a->d,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
525 #endif
526
527 /*      memset(&(a->d[b->top]),0,sizeof(a->d[0])*(a->max-b->top));*/
528         a->top=b->top;
529         if ((a->top == 0) && (a->d != NULL))
530                 a->d[0]=0;
531         a->neg=b->neg;
532         bn_check_top(a);
533         return(a);
534         }
535
536 BIGNUM *BN_ncopy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b, size_t n)
537         {
538         int i, min;
539         BN_ULONG *A;
540         const BN_ULONG *B;
541
542         bn_check_top(b);
543
544         if (a == b)
545                 return a;
546
547         min = (b->top < (int)n)? b->top: (int)n;
548
549         if (!min)
550                 {
551                 BN_zero(a);
552                 return a;
553                 }
554
555         if (bn_wexpand(a, min) == NULL)
556                 return NULL;
557
558         A=a->d;
559         B=b->d;
560         for (i=min>>2; i>0; i--, A+=4, B+=4)
561                 {
562                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
563                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
564                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
565                 }
566         switch (min&3)
567                 {
568                 case 3: A[2]=B[2];
569                 case 2: A[1]=B[1];
570                 case 1: A[0]=B[0];
571                 case 0: ;
572                 }
573         a->top = min;
574
575         a->neg = b->neg;
576         bn_correct_top(a);
577
578         bn_check_top(a);
579         return(a);
580         }
581
582 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
583         {
584         int flags_old_a, flags_old_b;
585         BN_ULONG *tmp_d;
586         int tmp_top, tmp_dmax, tmp_neg;
587         
588         bn_check_top(a);
589         bn_check_top(b);
590
591         flags_old_a = a->flags;
592         flags_old_b = b->flags;
593
594         tmp_d = a->d;
595         tmp_top = a->top;
596         tmp_dmax = a->dmax;
597         tmp_neg = a->neg;
598         
599         a->d = b->d;
600         a->top = b->top;
601         a->dmax = b->dmax;
602         a->neg = b->neg;
603         
604         b->d = tmp_d;
605         b->top = tmp_top;
606         b->dmax = tmp_dmax;
607         b->neg = tmp_neg;
608         
609         a->flags = (flags_old_a & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_b & BN_FLG_STATIC_DATA);
610         b->flags = (flags_old_b & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_a & BN_FLG_STATIC_DATA);
611         bn_check_top(a);
612         bn_check_top(b);
613         }
614
615
616 void BN_clear(BIGNUM *a)
617         {
618         bn_check_top(a);
619         if (a->d != NULL)
620                 memset(a->d,0,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
621         a->top=0;
622         a->neg=0;
623         }
624
625 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a)
626         {
627         int i,n;
628         BN_ULONG ret=0;
629
630         n=BN_num_bytes(a);
631         if (n > (int)sizeof(BN_ULONG))
632                 return(BN_MASK2);
633         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
634                 {
635 #ifndef SIXTY_FOUR_BIT /* the data item > unsigned long */
636                 ret<<=BN_BITS4; /* stops the compiler complaining */
637                 ret<<=BN_BITS4;
638 #else
639                 ret=0;
640 #endif
641                 ret|=a->d[i];
642                 }
643         return(ret);
644         }
645
646 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
647         {
648         int i,n;
649         bn_check_top(a);
650         if (bn_expand(a,(int)sizeof(BN_ULONG)*8) == NULL) return(0);
651
652         n=sizeof(BN_ULONG)/BN_BYTES;
653         a->neg=0;
654         a->top=0;
655         a->d[0]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
656         if (a->d[0] != 0) a->top=1;
657         for (i=1; i<n; i++)
658                 {
659                 /* the following is done instead of
660                  * w>>=BN_BITS2 so compilers don't complain
661                  * on builds where sizeof(long) == BN_TYPES */
662 #ifndef SIXTY_FOUR_BIT /* the data item > unsigned long */
663                 w>>=BN_BITS4;
664                 w>>=BN_BITS4;
665 #else
666                 w=0;
667 #endif
668                 a->d[i]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
669                 if (a->d[i] != 0) a->top=i+1;
670                 }
671         bn_check_top(a);
672         return(1);
673         }
674
675 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
676         {
677         unsigned int i,m;
678         unsigned int n;
679         BN_ULONG l;
680
681         if (ret == NULL) ret=BN_new();
682         if (ret == NULL) return(NULL);
683         bn_check_top(ret);
684         l=0;
685         n=len;
686         if (n == 0)
687                 {
688                 ret->top=0;
689                 return(ret);
690                 }
691         if (bn_expand(ret,(int)(n+2)*8) == NULL)
692                 return(NULL);
693         i=((n-1)/BN_BYTES)+1;
694         m=((n-1)%(BN_BYTES));
695         ret->top=i;
696         ret->neg=0;
697         while (n-- > 0)
698                 {
699                 l=(l<<8L)| *(s++);
700                 if (m-- == 0)
701                         {
702                         ret->d[--i]=l;
703                         l=0;
704                         m=BN_BYTES-1;
705                         }
706                 }
707         /* need to call this due to clear byte at top if avoiding
708          * having the top bit set (-ve number) */
709         bn_correct_top(ret);
710         return(ret);
711         }
712
713 /* ignore negative */
714 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
715         {
716         int n,i;
717         BN_ULONG l;
718
719         bn_check_top(a);
720         n=i=BN_num_bytes(a);
721         while (i-- > 0)
722                 {
723                 l=a->d[i/BN_BYTES];
724                 *(to++)=(unsigned char)(l>>(8*(i%BN_BYTES)))&0xff;
725                 }
726         return(n);
727         }
728
729 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
730         {
731         int i;
732         BN_ULONG t1,t2,*ap,*bp;
733
734         bn_check_top(a);
735         bn_check_top(b);
736
737         i=a->top-b->top;
738         if (i != 0) return(i);
739         ap=a->d;
740         bp=b->d;
741         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
742                 {
743                 t1= ap[i];
744                 t2= bp[i];
745                 if (t1 != t2)
746                         return(t1 > t2?1:-1);
747                 }
748         return(0);
749         }
750
751 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
752         {
753         int i;
754         int gt,lt;
755         BN_ULONG t1,t2;
756
757         if ((a == NULL) || (b == NULL))
758                 {
759                 if (a != NULL)
760                         return(-1);
761                 else if (b != NULL)
762                         return(1);
763                 else
764                         return(0);
765                 }
766
767         bn_check_top(a);
768         bn_check_top(b);
769
770         if (a->neg != b->neg)
771                 {
772                 if (a->neg)
773                         return(-1);
774                 else    return(1);
775                 }
776         if (a->neg == 0)
777                 { gt=1; lt= -1; }
778         else    { gt= -1; lt=1; }
779
780         if (a->top > b->top) return(gt);
781         if (a->top < b->top) return(lt);
782         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
783                 {
784                 t1=a->d[i];
785                 t2=b->d[i];
786                 if (t1 > t2) return(gt);
787                 if (t1 < t2) return(lt);
788                 }
789         return(0);
790         }
791
792 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n)
793         {
794         int i,j,k;
795
796         if (n < 0)
797                 return 0;
798
799         i=n/BN_BITS2;
800         j=n%BN_BITS2;
801         if (a->top <= i)
802                 {
803                 if (bn_wexpand(a,i+1) == NULL) return(0);
804                 for(k=a->top; k<i+1; k++)
805                         a->d[k]=0;
806                 a->top=i+1;
807                 }
808
809         a->d[i]|=(((BN_ULONG)1)<<j);
810         bn_check_top(a);
811         return(1);
812         }
813
814 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n)
815         {
816         int i,j;
817
818         if (n < 0)
819                 return 0;
820
821         i=n/BN_BITS2;
822         j=n%BN_BITS2;
823         if (a->top <= i) return(0);
824
825         a->d[i]&=(~(((BN_ULONG)1)<<j));
826         bn_correct_top(a);
827         return(1);
828         }
829
830 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
831         {
832         int i,j;
833
834         if (n < 0) return(0);
835         i=n/BN_BITS2;
836         j=n%BN_BITS2;
837         if (a->top <= i) return(0);
838         return((a->d[i]&(((BN_ULONG)1)<<j))?1:0);
839         }
840
841 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n)
842         {
843         int b,w;
844
845         if (n < 0)
846                 return 0;
847
848         w=n/BN_BITS2;
849         b=n%BN_BITS2;
850         if (w >= a->top) return(0);
851         if (b == 0)
852                 a->top=w;
853         else
854                 {
855                 a->top=w+1;
856                 a->d[w]&= ~(BN_MASK2<<b);
857                 }
858         bn_correct_top(a);
859         return(1);
860         }
861
862 int bn_cmp_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
863         {
864         int i;
865         BN_ULONG aa,bb;
866
867         aa=a[n-1];
868         bb=b[n-1];
869         if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
870         for (i=n-2; i>=0; i--)
871                 {
872                 aa=a[i];
873                 bb=b[i];
874                 if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
875                 }
876         return(0);
877         }
878
879 /* Here follows a specialised variants of bn_cmp_words().  It has the
880    property of performing the operation on arrays of different sizes.
881    The sizes of those arrays is expressed through cl, which is the
882    common length ( basicall, min(len(a),len(b)) ), and dl, which is the
883    delta between the two lengths, calculated as len(a)-len(b).
884    All lengths are the number of BN_ULONGs...  */
885
886 int bn_cmp_part_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b,
887         int cl, int dl)
888         {
889         int n,i;
890         n = cl-1;
891
892         if (dl < 0)
893                 {
894                 for (i=dl; i<0; i++)
895                         {
896                         if (b[n-i] != 0)
897                                 return -1; /* a < b */
898                         }
899                 }
900         if (dl > 0)
901                 {
902                 for (i=dl; i>0; i--)
903                         {
904                         if (a[n+i] != 0)
905                                 return 1; /* a > b */
906                         }
907                 }
908         return bn_cmp_words(a,b,cl);
909         }