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};
 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         a->flags|=BN_FLG_FREE; /* REMOVE? */
 282         if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 283                 OPENSSL_free(a);
 284         }
 285
 286 void BN_init(BIGNUM *a)
 287         {
 288         memset(a,0,sizeof(BIGNUM));
 289         bn_check_top(a);
 290         }
 291
 292 BIGNUM *BN_new(void)
 293         {
 294         BIGNUM *ret;
 295
 296         if ((ret=(BIGNUM *)OPENSSL_malloc(sizeof(BIGNUM))) == NULL)
 297                 {
 298                 BNerr(BN_F_BN_NEW,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 299                 return(NULL);
 300                 }
 301         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
 302         ret->top=0;
 303         ret->neg=0;
 304         ret->dmax=0;
 305         ret->d=NULL;
 306         bn_check_top(ret);
 307         return(ret);
 308         }
 309
 310 /* This is used both by bn_expand2() and bn_dup_expand() */
 311 /* The caller MUST check that words > b->dmax before calling this */
 312 static BN_ULONG *bn_expand_internal(const BIGNUM *b, int words)
 313         {
 314         BN_ULONG *A,*a = NULL;
 315         const BN_ULONG *B;
 316         int i;
 317
 318         if (words > (INT_MAX/(4*BN_BITS2)))
 319                 {
 320                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_BIGNUM_TOO_LONG);
 321                 return NULL;
 322                 }
 323
 324         bn_check_top(b);
 325         if (BN_get_flags(b,BN_FLG_STATIC_DATA))
 326                 {
 327                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA);
 328                 return(NULL);
 329                 }
 330         a=A=(BN_ULONG *)OPENSSL_malloc(sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
 331         if (A == NULL)
 332                 {
 333                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 334                 return(NULL);
 335                 }
 336 #if 1
 337         B=b->d;
 338         /* Check if the previous number needs to be copied */
 339         if (B != NULL)
 340                 {
 341                 for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
 342                         {
 343                         /*
 344                          * The fact that the loop is unrolled
 345                          * 4-wise is a tribute to Intel. It's
 346                          * the one that doesn't have enough
 347                          * registers to accomodate more data.
 348                          * I'd unroll it 8-wise otherwise:-)
 349                          *
 350                          *              <appro@fy.chalmers.se>
 351                          */
 352                         BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 353                         a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 354                         A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 355                         }
 356                 switch (b->top&3)
 357                         {
 358                 case 3: A[2]=B[2];
 359                 case 2: A[1]=B[1];
 360                 case 1: A[0]=B[0];
 361                 case 0: /* workaround for ultrix cc: without 'case 0', the optimizer does
 362                          * the switch table by doing a=top&3; a--; goto jump_table[a];
 363                          * which fails for top== 0 */
 364                         ;
 365                         }
 366                 }
 367
 368 #else
 369         memset(A,0,sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
 370         memcpy(A,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
 371 #endif
 372
 373         return(a);
 374         }
 375
 376 /* This is an internal function that can be used instead of bn_expand2()
 377  * when there is a need to copy BIGNUMs instead of only expanding the
 378  * data part, while still expanding them.
 379  * Especially useful when needing to expand BIGNUMs that are declared
 380  * 'const' and should therefore not be changed.
 381  * The reason to use this instead of a BN_dup() followed by a bn_expand2()
 382  * is memory allocation overhead.  A BN_dup() followed by a bn_expand2()
 383  * will allocate new memory for the BIGNUM data twice, and free it once,
 384  * while bn_dup_expand() makes sure allocation is made only once.
 385  */
 386
 387 BIGNUM *bn_dup_expand(const BIGNUM *b, int words)
 388         {
 389         BIGNUM *r = NULL;
 390
 391         /* This function does not work if
 392          *      words <= b->dmax && top < words
 393          * because BN_dup() does not preserve 'dmax'!
 394          * (But bn_dup_expand() is not used anywhere yet.)
 395          */
 396
 397         if (words > b->dmax)
 398                 {
 399                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
 400
 401                 if (a)
 402                         {
 403                         r = BN_new();
 404                         if (r)
 405                                 {
 406                                 r->top = b->top;
 407                                 r->dmax = words;
 408                                 r->neg = b->neg;
 409                                 r->d = a;
 410                                 }
 411                         else
 412                                 {
 413                                 /* r == NULL, BN_new failure */
 414                                 OPENSSL_free(a);
 415                                 }
 416                         }
 417                 /* If a == NULL, there was an error in allocation in
 418                    bn_expand_internal(), and NULL should be returned */
 419                 }
 420         else
 421                 {
 422                 r = BN_dup(b);
 423                 }
 424
 425         bn_check_top(r);
 426         return r;
 427         }
 428
 429 /* This is an internal function that should not be used in applications.
 430  * It ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number
 431  * and initialises any unused part of b->d with leading zeros.
 432  * It is mostly used by the various BIGNUM routines. If there is an error,
 433  * NULL is returned. If not, 'b' is returned. */
 434
 435 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
 436         {
 437         BN_ULONG *A;
 438         int i;
 439
 440         if (words > b->dmax)
 441                 {
 442                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
 443
 444                 if (a)
 445                         {
 446                         if (b->d)
 447                                 OPENSSL_free(b->d);
 448                         b->d=a;
 449                         b->dmax=words;
 450                         }
 451                 else
 452                         b = NULL;
 453                 }
 454
 455         /* NB: bn_wexpand() calls this only if the BIGNUM really has to grow */
 456         if ((b != NULL) && (b->top < b->dmax))
 457                 {
 458                 A = &(b->d[b->top]);
 459                 for (i=(b->dmax - b->top)>>3; i>0; i--,A+=8)
 460                         {
 461                         A[0]=0; A[1]=0; A[2]=0; A[3]=0;
 462                         A[4]=0; A[5]=0; A[6]=0; A[7]=0;
 463                         }
 464                 for (i=(b->dmax - b->top)&7; i>0; i--,A++)
 465                         A[0]=0;
 466                 assert(A == &(b->d[b->dmax]));
 467                 }
 468         else if(b) bn_check_top(b);
 469         return b;
 470         }
 471
 472 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a)
 473         {
 474         BIGNUM *r, *t;
 475
 476         if (a == NULL) return NULL;
 477
 478         bn_check_top(a);
 479
 480         t = BN_new();
 481         if (t == NULL) return(NULL);
 482         r = BN_copy(t, a);
 483         /* now  r == t || r == NULL */
 484         if (r == NULL)
 485                 BN_free(t);
 486         bn_check_top(r);
 487         return r;
 488         }
 489
 490 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 491         {
 492         int i;
 493         BN_ULONG *A;
 494         const BN_ULONG *B;
 495
 496         bn_check_top(b);
 497
 498         if (a == b) return(a);
 499         if (bn_wexpand(a,b->top) == NULL) return(NULL);
 500
 501 #if 1
 502         A=a->d;
 503         B=b->d;
 504         for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
 505                 {
 506                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 507                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 508                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 509                 }
 510         switch (b->top&3)
 511                 {
 512                 case 3: A[2]=B[2];
 513                 case 2: A[1]=B[1];
 514                 case 1: A[0]=B[0];
 515                 case 0: ; /* ultrix cc workaround, see comments in bn_expand_internal */
 516                 }
 517 #else
 518         memcpy(a->d,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
 519 #endif
 520
 521 /*      memset(&(a->d[b->top]),0,sizeof(a->d[0])*(a->max-b->top));*/
 522         a->top=b->top;
 523         if ((a->top == 0) && (a->d != NULL))
 524                 a->d[0]=0;
 525         a->neg=b->neg;
 526         bn_check_top(a);
 527         return(a);
 528         }
 529
 530 BIGNUM *BN_ncopy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b, size_t n)
 531         {
 532         int i, min;
 533         BN_ULONG *A;
 534         const BN_ULONG *B;
 535
 536         bn_check_top(b);
 537
 538         if (a == b)
 539                 return a;
 540
 541         min = (b->top < (int)n)? b->top: (int)n;
 542
 543         if (!min)
 544                 {
 545                 BN_zero(a);
 546                 return a;
 547                 }
 548
 549         if (bn_wexpand(a, min) == NULL)
 550                 return NULL;
 551
 552         A=a->d;
 553         B=b->d;
 554         for (i=min>>2; i>0; i--, A+=4, B+=4)
 555                 {
 556                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 557                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 558                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 559                 }
 560         switch (min&3)
 561                 {
 562                 case 3: A[2]=B[2];
 563                 case 2: A[1]=B[1];
 564                 case 1: A[0]=B[0];
 565                 case 0: ;
 566                 }
 567         a->top = min;
 568
 569         a->neg = b->neg;
 570         bn_correct_top(a);
 571
 572         bn_check_top(a);
 573         return(a);
 574         }
 575
 576 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
 577         {
 578         int flags_old_a, flags_old_b;
 579         BN_ULONG *tmp_d;
 580         int tmp_top, tmp_dmax, tmp_neg;
 581
 582         flags_old_a = a->flags;
 583         flags_old_b = b->flags;
 584
 585         tmp_d = a->d;
 586         tmp_top = a->top;
 587         tmp_dmax = a->dmax;
 588         tmp_neg = a->neg;
 589
 590         a->d = b->d;
 591         a->top = b->top;
 592         a->dmax = b->dmax;
 593         a->neg = b->neg;
 594
 595         b->d = tmp_d;
 596         b->top = tmp_top;
 597         b->dmax = tmp_dmax;
 598         b->neg = tmp_neg;
 599
 600         a->flags = (flags_old_a & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_b & BN_FLG_STATIC_DATA);
 601         b->flags = (flags_old_b & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_a & BN_FLG_STATIC_DATA);
 602         bn_check_top(a);
 603         bn_check_top(b);
 604         }
 605
 606
 607 void BN_clear(BIGNUM *a)
 608         {
 609         if (a->d != NULL)
 610                 memset(a->d,0,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
 611         a->top=0;
 612         a->neg=0;
 613         bn_check_top(a);
 614         }
 615
 616 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a)
 617         {
 618         int i,n;
 619         BN_ULONG ret=0;
 620
 621         n=BN_num_bytes(a);
 622         if (n > (int)sizeof(BN_ULONG))
 623                 return(BN_MASK2);
 624         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 625                 {
 626 #ifndef SIXTY_FOUR_BIT /* the data item > unsigned long */
 627                 ret<<=BN_BITS4; /* stops the compiler complaining */
 628                 ret<<=BN_BITS4;
 629 #else
 630                 ret=0;
 631 #endif
 632                 ret|=a->d[i];
 633                 }
 634         return(ret);
 635         }
 636
 637 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
 638         {
 639         int i,n;
 640         if (bn_expand(a,(int)sizeof(BN_ULONG)*8) == NULL) return(0);
 641
 642         n=sizeof(BN_ULONG)/BN_BYTES;
 643         a->neg=0;
 644         a->top=0;
 645         a->d[0]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
 646         if (a->d[0] != 0) a->top=1;
 647         for (i=1; i<n; i++)
 648                 {
 649                 /* the following is done instead of
 650                  * w>>=BN_BITS2 so compilers don't complain
 651                  * on builds where sizeof(long) == BN_TYPES */
 652 #ifndef SIXTY_FOUR_BIT /* the data item > unsigned long */
 653                 w>>=BN_BITS4;
 654                 w>>=BN_BITS4;
 655 #else
 656                 w=0;
 657 #endif
 658                 a->d[i]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
 659                 if (a->d[i] != 0) a->top=i+1;
 660                 }
 661         bn_check_top(a);
 662         return(1);
 663         }
 664
 665 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 666         {
 667         unsigned int i,m;
 668         unsigned int n;
 669         BN_ULONG l;
 670
 671         if (ret == NULL) ret=BN_new();
 672         if (ret == NULL) return(NULL);
 673         l=0;
 674         n=len;
 675         if (n == 0)
 676                 {
 677                 ret->top=0;
 678                 return(ret);
 679                 }
 680         if (bn_expand(ret,(int)(n+2)*8) == NULL)
 681                 return(NULL);
 682         i=((n-1)/BN_BYTES)+1;
 683         m=((n-1)%(BN_BYTES));
 684         ret->top=i;
 685         ret->neg=0;
 686         while (n-- > 0)
 687                 {
 688                 l=(l<<8L)| *(s++);
 689                 if (m-- == 0)
 690                         {
 691                         ret->d[--i]=l;
 692                         l=0;
 693                         m=BN_BYTES-1;
 694                         }
 695                 }
 696         /* need to call this due to clear byte at top if avoiding
 697          * having the top bit set (-ve number) */
 698         bn_correct_top(ret);
 699         return(ret);
 700         }
 701
 702 /* ignore negative */
 703 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
 704         {
 705         int n,i;
 706         BN_ULONG l;
 707
 708         n=i=BN_num_bytes(a);
 709         while (i-- > 0)
 710                 {
 711                 l=a->d[i/BN_BYTES];
 712                 *(to++)=(unsigned char)(l>>(8*(i%BN_BYTES)))&0xff;
 713                 }
 714         bn_check_top(a);
 715         return(n);
 716         }
 717
 718 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 719         {
 720         int i;
 721         BN_ULONG t1,t2,*ap,*bp;
 722
 723         bn_check_top(a);
 724         bn_check_top(b);
 725
 726         i=a->top-b->top;
 727         if (i != 0) return(i);
 728         ap=a->d;
 729         bp=b->d;
 730         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 731                 {
 732                 t1= ap[i];
 733                 t2= bp[i];
 734                 if (t1 != t2)
 735                         return(t1 > t2?1:-1);
 736                 }
 737         return(0);
 738         }
 739
 740 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 741         {
 742         int i;
 743         int gt,lt;
 744         BN_ULONG t1,t2;
 745
 746         if ((a == NULL) || (b == NULL))
 747                 {
 748                 if (a != NULL)
 749                         return(-1);
 750                 else if (b != NULL)
 751                         return(1);
 752                 else
 753                         return(0);
 754                 }
 755
 756         bn_check_top(a);
 757         bn_check_top(b);
 758
 759         if (a->neg != b->neg)
 760                 {
 761                 if (a->neg)
 762                         return(-1);
 763                 else    return(1);
 764                 }
 765         if (a->neg == 0)
 766                 { gt=1; lt= -1; }
 767         else    { gt= -1; lt=1; }
 768
 769         if (a->top > b->top) return(gt);
 770         if (a->top < b->top) return(lt);
 771         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 772                 {
 773                 t1=a->d[i];
 774                 t2=b->d[i];
 775                 if (t1 > t2) return(gt);
 776                 if (t1 < t2) return(lt);
 777                 }
 778         return(0);
 779         }
 780
 781 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n)
 782         {
 783         int i,j,k;
 784
 785         if (n < 0)
 786                 return 0;
 787
 788         i=n/BN_BITS2;
 789         j=n%BN_BITS2;
 790         if (a->top <= i)
 791                 {
 792                 if (bn_wexpand(a,i+1) == NULL) return(0);
 793                 for(k=a->top; k<i+1; k++)
 794                         a->d[k]=0;
 795                 a->top=i+1;
 796                 }
 797
 798         a->d[i]|=(((BN_ULONG)1)<<j);
 799         bn_check_top(a);
 800         return(1);
 801         }
 802
 803 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n)
 804         {
 805         int i,j;
 806
 807         if (n < 0)
 808                 return 0;
 809
 810         i=n/BN_BITS2;
 811         j=n%BN_BITS2;
 812         if (a->top <= i) return(0);
 813
 814         a->d[i]&=(~(((BN_ULONG)1)<<j));
 815         bn_correct_top(a);
 816         return(1);
 817         }
 818
 819 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
 820         {
 821         int i,j;
 822
 823         if (n < 0) return(0);
 824         i=n/BN_BITS2;
 825         j=n%BN_BITS2;
 826         if (a->top <= i) return(0);
 827         return((a->d[i]&(((BN_ULONG)1)<<j))?1:0);
 828         }
 829
 830 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n)
 831         {
 832         int b,w;
 833
 834         if (n < 0)
 835                 return 0;
 836
 837         w=n/BN_BITS2;
 838         b=n%BN_BITS2;
 839         if (w >= a->top) return(0);
 840         if (b == 0)
 841                 a->top=w;
 842         else
 843                 {
 844                 a->top=w+1;
 845                 a->d[w]&= ~(BN_MASK2<<b);
 846                 }
 847         bn_correct_top(a);
 848         return(1);
 849         }
 850
 851 int bn_cmp_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
 852         {
 853         int i;
 854         BN_ULONG aa,bb;
 855
 856         aa=a[n-1];
 857         bb=b[n-1];
 858         if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
 859         for (i=n-2; i>=0; i--)
 860                 {
 861                 aa=a[i];
 862                 bb=b[i];
 863                 if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
 864                 }
 865         return(0);
 866         }
 867
 868 /* Here follows a specialised variants of bn_cmp_words().  It has the
 869    property of performing the operation on arrays of different sizes.
 870    The sizes of those arrays is expressed through cl, which is the
 871    common length ( basicall, min(len(a),len(b)) ), and dl, which is the
 872    delta between the two lengths, calculated as len(a)-len(b).
 873    All lengths are the number of BN_ULONGs...  */
 874
 875 int bn_cmp_part_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b,
 876         int cl, int dl)
 877         {
 878         int n,i;
 879         n = cl-1;
 880
 881         if (dl < 0)
 882                 {
 883                 for (i=dl; i<0; i++)
 884                         {
 885                         if (b[n-i] != 0)
 886                                 return -1; /* a < b */
 887                         }
 888                 }
 889         if (dl > 0)
 890                 {
 891                 for (i=dl; i>0; i--)
 892                         {
 893                         if (a[n+i] != 0)
 894                                 return 1; /* a > b */
 895                         }
 896                 }
 897         return bn_cmp_words(a,b,cl);
 898         }