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