Fix indent comment corruption issue
[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 /* This stuff appears to be completely unused, so is deprecated */
73 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED
74 /*-
75  * For a 32 bit machine
76  * 2 -   4 ==  128
77  * 3 -   8 ==  256
78  * 4 -  16 ==  512
79  * 5 -  32 == 1024
80  * 6 -  64 == 2048
81  * 7 - 128 == 4096
82  * 8 - 256 == 8192
83  */
84 static int bn_limit_bits=0;
85 static int bn_limit_num=8;        /* (1<<bn_limit_bits) */
86 static int bn_limit_bits_low=0;
87 static int bn_limit_num_low=8;    /* (1<<bn_limit_bits_low) */
88 static int bn_limit_bits_high=0;
89 static int bn_limit_num_high=8;   /* (1<<bn_limit_bits_high) */
90 static int bn_limit_bits_mont=0;
91 static int bn_limit_num_mont=8;   /* (1<<bn_limit_bits_mont) */
92
93 void BN_set_params(int mult, int high, int low, int mont)
94         {
95         if (mult >= 0)
96                 {
97                 if (mult > (int)(sizeof(int)*8)-1)
98                         mult=sizeof(int)*8-1;
99                 bn_limit_bits=mult;
100                 bn_limit_num=1<<mult;
101                 }
102         if (high >= 0)
103                 {
104                 if (high > (int)(sizeof(int)*8)-1)
105                         high=sizeof(int)*8-1;
106                 bn_limit_bits_high=high;
107                 bn_limit_num_high=1<<high;
108                 }
109         if (low >= 0)
110                 {
111                 if (low > (int)(sizeof(int)*8)-1)
112                         low=sizeof(int)*8-1;
113                 bn_limit_bits_low=low;
114                 bn_limit_num_low=1<<low;
115                 }
116         if (mont >= 0)
117                 {
118                 if (mont > (int)(sizeof(int)*8)-1)
119                         mont=sizeof(int)*8-1;
120                 bn_limit_bits_mont=mont;
121                 bn_limit_num_mont=1<<mont;
122                 }
123         }
124
125 int BN_get_params(int which)
126         {
127         if      (which == 0) return(bn_limit_bits);
128         else if (which == 1) return(bn_limit_bits_high);
129         else if (which == 2) return(bn_limit_bits_low);
130         else if (which == 3) return(bn_limit_bits_mont);
131         else return(0);
132         }
133 #endif
134
135 const BIGNUM *BN_value_one(void)
136         {
137         static const BN_ULONG data_one=1L;
138         static const BIGNUM const_one={(BN_ULONG *)&data_one,1,1,0,BN_FLG_STATIC_DATA};
139
140         return(&const_one);
141         }
142
143 int BN_num_bits_word(BN_ULONG l)
144         {
145         static const unsigned char bits[256]={
146                 0,1,2,2,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,4,4,
147                 5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
148                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
149                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
150                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
151                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
152                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
153                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
154                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
155                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
156                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
157                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
158                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
159                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
160                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
161                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
162                 };
163
164 #if defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
165         if (l & 0xffffffff00000000L)
166                 {
167                 if (l & 0xffff000000000000L)
168                         {
169                         if (l & 0xff00000000000000L)
170                                 {
171                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
172                                 }
173                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
174                         }
175                 else
176                         {
177                         if (l & 0x0000ff0000000000L)
178                                 {
179                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
180                                 }
181                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
182                         }
183                 }
184         else
185 #else
186 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT
187         if (l & 0xffffffff00000000LL)
188                 {
189                 if (l & 0xffff000000000000LL)
190                         {
191                         if (l & 0xff00000000000000LL)
192                                 {
193                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
194                                 }
195                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
196                         }
197                 else
198                         {
199                         if (l & 0x0000ff0000000000LL)
200                                 {
201                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
202                                 }
203                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
204                         }
205                 }
206         else
207 #endif
208 #endif
209                 {
210 #if defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
211                 if (l & 0xffff0000L)
212                         {
213                         if (l & 0xff000000L)
214                                 return(bits[(int)(l>>24L)]+24);
215                         else    return(bits[(int)(l>>16L)]+16);
216                         }
217                 else
218 #endif
219                         {
220 #if defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
221                         if (l & 0xff00L)
222                                 return(bits[(int)(l>>8)]+8);
223                         else    
224 #endif
225                                 return(bits[(int)(l   )]  );
226                         }
227                 }
228         }
229
230 int BN_num_bits(const BIGNUM *a)
231         {
232         int i = a->top - 1;
233         bn_check_top(a);
234
235         if (BN_is_zero(a)) return 0;
236         return ((i*BN_BITS2) + BN_num_bits_word(a->d[i]));
237         }
238
239 void BN_clear_free(BIGNUM *a)
240         {
241         int i;
242
243         if (a == NULL) return;
244         bn_check_top(a);
245         if (a->d != NULL)
246                 {
247                 OPENSSL_cleanse(a->d,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
248                 if (!(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
249                         OPENSSL_free(a->d);
250                 }
251         i=BN_get_flags(a,BN_FLG_MALLOCED);
252         OPENSSL_cleanse(a,sizeof(BIGNUM));
253         if (i)
254                 OPENSSL_free(a);
255         }
256
257 void BN_free(BIGNUM *a)
258         {
259         if (a == NULL) return;
260         bn_check_top(a);
261         if ((a->d != NULL) && !(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
262                 OPENSSL_free(a->d);
263         if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
264                 OPENSSL_free(a);
265         else
266                 {
267 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED
268                 a->flags|=BN_FLG_FREE;
269 #endif
270                 a->d = NULL;
271                 }
272         }
273
274 void BN_init(BIGNUM *a)
275         {
276         memset(a,0,sizeof(BIGNUM));
277         bn_check_top(a);
278         }
279
280 BIGNUM *BN_new(void)
281         {
282         BIGNUM *ret;
283
284         if ((ret=(BIGNUM *)OPENSSL_malloc(sizeof(BIGNUM))) == NULL)
285                 {
286                 BNerr(BN_F_BN_NEW,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
287                 return(NULL);
288                 }
289         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
290         ret->top=0;
291         ret->neg=0;
292         ret->dmax=0;
293         ret->d=NULL;
294         bn_check_top(ret);
295         return(ret);
296         }
297
298 /* This is used both by bn_expand2() and bn_dup_expand() */
299 /* The caller MUST check that words > b->dmax before calling this */
300 static BN_ULONG *bn_expand_internal(const BIGNUM *b, int words)
301         {
302         BN_ULONG *A,*a = NULL;
303         const BN_ULONG *B;
304         int i;
305
306         bn_check_top(b);
307
308         if (words > (INT_MAX/(4*BN_BITS2)))
309                 {
310                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_BIGNUM_TOO_LONG);
311                 return NULL;
312                 }
313         if (BN_get_flags(b,BN_FLG_STATIC_DATA))
314                 {
315                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA);
316                 return(NULL);
317                 }
318         a=A=(BN_ULONG *)OPENSSL_malloc(sizeof(BN_ULONG)*words);
319         if (A == NULL)
320                 {
321                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
322                 return(NULL);
323                 }
324 #ifdef PURIFY
325         /* Valgrind complains in BN_consttime_swap because we process the whole
326          * array even if it's not initialised yet. This doesn't matter in that
327          * function - what's important is constant time operation (we're not
328          * actually going to use the data)
329         */
330         memset(a, 0, sizeof(BN_ULONG)*words);
331 #endif
332
333 #if 1
334         B=b->d;
335         /* Check if the previous number needs to be copied */
336         if (B != NULL)
337                 {
338                 for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
339                         {
340                         /*
341                          * The fact that the loop is unrolled
342                          * 4-wise is a tribute to Intel. It's
343                          * the one that doesn't have enough
344                          * registers to accomodate more data.
345                          * I'd unroll it 8-wise otherwise:-)
346                          *
347                          *              <appro@fy.chalmers.se>
348                          */
349                         BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
350                         a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
351                         A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
352                         }
353                 switch (b->top&3)
354                         {
355                 case 3: A[2]=B[2];
356                 case 2: A[1]=B[1];
357                 case 1: A[0]=B[0];
358                 case 0:
359                         ;
360                         /*
361                          * 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);
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 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED
388 BIGNUM *bn_dup_expand(const BIGNUM *b, int words)
389         {
390         BIGNUM *r = NULL;
391
392         bn_check_top(b);
393
394         /* This function does not work if
395          *      words <= b->dmax && top < words
396          * because BN_dup() does not preserve 'dmax'!
397          * (But bn_dup_expand() is not used anywhere yet.)
398          */
399
400         if (words > b->dmax)
401                 {
402                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
403
404                 if (a)
405                         {
406                         r = BN_new();
407                         if (r)
408                                 {
409                                 r->top = b->top;
410                                 r->dmax = words;
411                                 r->neg = b->neg;
412                                 r->d = a;
413                                 }
414                         else
415                                 {
416                                 /* r == NULL, BN_new failure */
417                                 OPENSSL_free(a);
418                                 }
419                         }
420                 /* If a == NULL, there was an error in allocation in
421                    bn_expand_internal(), and NULL should be returned */
422                 }
423         else
424                 {
425                 r = BN_dup(b);
426                 }
427
428         bn_check_top(r);
429         return r;
430         }
431 #endif
432
433 /* This is an internal function that should not be used in applications.
434  * It ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number
435  * and initialises any unused part of b->d with leading zeros.
436  * It is mostly used by the various BIGNUM routines. If there is an error,
437  * NULL is returned. If not, 'b' is returned. */
438
439 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
440         {
441         bn_check_top(b);
442
443         if (words > b->dmax)
444                 {
445                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
446                 if(!a) return NULL;
447                 if(b->d) OPENSSL_free(b->d);
448                 b->d=a;
449                 b->dmax=words;
450                 }
451
452 /* None of this should be necessary because of what b->top means! */
453 #if 0
454         /* NB: bn_wexpand() calls this only if the BIGNUM really has to grow */
455         if (b->top < b->dmax)
456                 {
457                 int i;
458                 BN_ULONG *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 #endif
469         bn_check_top(b);
470         return b;
471         }
472
473 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a)
474         {
475         BIGNUM *t;
476
477         if (a == NULL) return NULL;
478         bn_check_top(a);
479
480         t = BN_new();
481         if (t == NULL) return NULL;
482         if(!BN_copy(t, a))
483                 {
484                 BN_free(t);
485                 return NULL;
486                 }
487         bn_check_top(t);
488         return t;
489         }
490
491 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
492         {
493         int i;
494         BN_ULONG *A;
495         const BN_ULONG *B;
496
497         bn_check_top(b);
498
499         if (a == b) return(a);
500         if (bn_wexpand(a,b->top) == NULL) return(NULL);
501
502 #if 1
503         A=a->d;
504         B=b->d;
505         for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
506                 {
507                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
508                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
509                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
510                 }
511         switch (b->top&3)
512                 {
513                 case 3: A[2]=B[2];
514                 case 2: A[1]=B[1];
515                 case 1: A[0]=B[0];
516                 case 0: ; /* ultrix cc workaround, see comments in bn_expand_internal */
517                 }
518 #else
519         memcpy(a->d,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
520 #endif
521
522         a->top=b->top;
523         a->neg=b->neg;
524         bn_check_top(a);
525         return(a);
526         }
527
528 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
529         {
530         int flags_old_a, flags_old_b;
531         BN_ULONG *tmp_d;
532         int tmp_top, tmp_dmax, tmp_neg;
533         
534         bn_check_top(a);
535         bn_check_top(b);
536
537         flags_old_a = a->flags;
538         flags_old_b = b->flags;
539
540         tmp_d = a->d;
541         tmp_top = a->top;
542         tmp_dmax = a->dmax;
543         tmp_neg = a->neg;
544         
545         a->d = b->d;
546         a->top = b->top;
547         a->dmax = b->dmax;
548         a->neg = b->neg;
549         
550         b->d = tmp_d;
551         b->top = tmp_top;
552         b->dmax = tmp_dmax;
553         b->neg = tmp_neg;
554         
555         a->flags = (flags_old_a & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_b & BN_FLG_STATIC_DATA);
556         b->flags = (flags_old_b & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_a & BN_FLG_STATIC_DATA);
557         bn_check_top(a);
558         bn_check_top(b);
559         }
560
561 void BN_clear(BIGNUM *a)
562         {
563         bn_check_top(a);
564         if (a->d != NULL)
565                 memset(a->d,0,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
566         a->top=0;
567         a->neg=0;
568         }
569
570 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a)
571         {
572         if (a->top > 1)
573                 return BN_MASK2;
574         else if (a->top == 1)
575                 return a->d[0];
576         /* a->top == 0 */
577         return 0;
578         }
579
580 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
581         {
582         bn_check_top(a);
583         if (bn_expand(a,(int)sizeof(BN_ULONG)*8) == NULL) return(0);
584         a->neg = 0;
585         a->d[0] = w;
586         a->top = (w ? 1 : 0);
587         bn_check_top(a);
588         return(1);
589         }
590
591 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
592         {
593         unsigned int i,m;
594         unsigned int n;
595         BN_ULONG l;
596         BIGNUM  *bn = NULL;
597
598         if (ret == NULL)
599                 ret = bn = BN_new();
600         if (ret == NULL) return(NULL);
601         bn_check_top(ret);
602         l=0;
603         n=len;
604         if (n == 0)
605                 {
606                 ret->top=0;
607                 return(ret);
608                 }
609         i=((n-1)/BN_BYTES)+1;
610         m=((n-1)%(BN_BYTES));
611         if (bn_wexpand(ret, (int)i) == NULL)
612                 {
613                 if (bn) BN_free(bn);
614                 return NULL;
615                 }
616         ret->top=i;
617         ret->neg=0;
618         while (n--)
619                 {
620                 l=(l<<8L)| *(s++);
621                 if (m-- == 0)
622                         {
623                         ret->d[--i]=l;
624                         l=0;
625                         m=BN_BYTES-1;
626                         }
627                 }
628         /* need to call this due to clear byte at top if avoiding
629          * having the top bit set (-ve number) */
630         bn_correct_top(ret);
631         return(ret);
632         }
633
634 /* ignore negative */
635 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
636         {
637         int n,i;
638         BN_ULONG l;
639
640         bn_check_top(a);
641         n=i=BN_num_bytes(a);
642         while (i--)
643                 {
644                 l=a->d[i/BN_BYTES];
645                 *(to++)=(unsigned char)(l>>(8*(i%BN_BYTES)))&0xff;
646                 }
647         return(n);
648         }
649
650 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
651         {
652         int i;
653         BN_ULONG t1,t2,*ap,*bp;
654
655         bn_check_top(a);
656         bn_check_top(b);
657
658         i=a->top-b->top;
659         if (i != 0) return(i);
660         ap=a->d;
661         bp=b->d;
662         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
663                 {
664                 t1= ap[i];
665                 t2= bp[i];
666                 if (t1 != t2)
667                         return((t1 > t2) ? 1 : -1);
668                 }
669         return(0);
670         }
671
672 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
673         {
674         int i;
675         int gt,lt;
676         BN_ULONG t1,t2;
677
678         if ((a == NULL) || (b == NULL))
679                 {
680                 if (a != NULL)
681                         return(-1);
682                 else if (b != NULL)
683                         return(1);
684                 else
685                         return(0);
686                 }
687
688         bn_check_top(a);
689         bn_check_top(b);
690
691         if (a->neg != b->neg)
692                 {
693                 if (a->neg)
694                         return(-1);
695                 else    return(1);
696                 }
697         if (a->neg == 0)
698                 { gt=1; lt= -1; }
699         else    { gt= -1; lt=1; }
700
701         if (a->top > b->top) return(gt);
702         if (a->top < b->top) return(lt);
703         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
704                 {
705                 t1=a->d[i];
706                 t2=b->d[i];
707                 if (t1 > t2) return(gt);
708                 if (t1 < t2) return(lt);
709                 }
710         return(0);
711         }
712
713 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n)
714         {
715         int i,j,k;
716
717         if (n < 0)
718                 return 0;
719
720         i=n/BN_BITS2;
721         j=n%BN_BITS2;
722         if (a->top <= i)
723                 {
724                 if (bn_wexpand(a,i+1) == NULL) return(0);
725                 for(k=a->top; k<i+1; k++)
726                         a->d[k]=0;
727                 a->top=i+1;
728                 }
729
730         a->d[i]|=(((BN_ULONG)1)<<j);
731         bn_check_top(a);
732         return(1);
733         }
734
735 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n)
736         {
737         int i,j;
738
739         bn_check_top(a);
740         if (n < 0) return 0;
741
742         i=n/BN_BITS2;
743         j=n%BN_BITS2;
744         if (a->top <= i) return(0);
745
746         a->d[i]&=(~(((BN_ULONG)1)<<j));
747         bn_correct_top(a);
748         return(1);
749         }
750
751 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
752         {
753         int i,j;
754
755         bn_check_top(a);
756         if (n < 0) return 0;
757         i=n/BN_BITS2;
758         j=n%BN_BITS2;
759         if (a->top <= i) return 0;
760         return (int)(((a->d[i])>>j)&((BN_ULONG)1));
761         }
762
763 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n)
764         {
765         int b,w;
766
767         bn_check_top(a);
768         if (n < 0) return 0;
769
770         w=n/BN_BITS2;
771         b=n%BN_BITS2;
772         if (w >= a->top) return 0;
773         if (b == 0)
774                 a->top=w;
775         else
776                 {
777                 a->top=w+1;
778                 a->d[w]&= ~(BN_MASK2<<b);
779                 }
780         bn_correct_top(a);
781         return(1);
782         }
783
784 void BN_set_negative(BIGNUM *a, int b)
785         {
786         if (b && !BN_is_zero(a))
787                 a->neg = 1;
788         else
789                 a->neg = 0;
790         }
791
792 int bn_cmp_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
793         {
794         int i;
795         BN_ULONG aa,bb;
796
797         aa=a[n-1];
798         bb=b[n-1];
799         if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
800         for (i=n-2; i>=0; i--)
801                 {
802                 aa=a[i];
803                 bb=b[i];
804                 if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
805                 }
806         return(0);
807         }
808
809 /* Here follows a specialised variants of bn_cmp_words().  It has the
810    property of performing the operation on arrays of different sizes.
811    The sizes of those arrays is expressed through cl, which is the
812    common length ( basicall, min(len(a),len(b)) ), and dl, which is the
813    delta between the two lengths, calculated as len(a)-len(b).
814    All lengths are the number of BN_ULONGs...  */
815
816 int bn_cmp_part_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b,
817         int cl, int dl)
818         {
819         int n,i;
820         n = cl-1;
821
822         if (dl < 0)
823                 {
824                 for (i=dl; i<0; i++)
825                         {
826                         if (b[n-i] != 0)
827                                 return -1; /* a < b */
828                         }
829                 }
830         if (dl > 0)
831                 {
832                 for (i=dl; i>0; i--)
833                         {
834                         if (a[n+i] != 0)
835                                 return 1; /* a > b */
836                         }
837                 }
838         return bn_cmp_words(a,b,cl);
839         }
840
841 /* 
842  * Constant-time conditional swap of a and b.  
843  * a and b are swapped if condition is not 0.  The code assumes that at most one bit of condition is set.
844  * nwords is the number of words to swap.  The code assumes that at least nwords are allocated in both a and b,
845  * and that no more than nwords are used by either a or b.
846  * a and b cannot be the same number
847  */
848 void BN_consttime_swap(BN_ULONG condition, BIGNUM *a, BIGNUM *b, int nwords)
849         {
850         BN_ULONG t;
851         int i;
852
853         bn_wcheck_size(a, nwords);
854         bn_wcheck_size(b, nwords);
855
856         assert(a != b);
857         assert((condition & (condition - 1)) == 0);
858         assert(sizeof(BN_ULONG) >= sizeof(int));
859
860         condition = ((condition - 1) >> (BN_BITS2 - 1)) - 1;
861
862         t = (a->top^b->top) & condition;
863         a->top ^= t;
864         b->top ^= t;
865
866 #define BN_CONSTTIME_SWAP(ind) \
867         do { \
868                 t = (a->d[ind] ^ b->d[ind]) & condition; \
869                 a->d[ind] ^= t; \
870                 b->d[ind] ^= t; \
871         } while (0)
872
873
874         switch (nwords) {
875         default:
876                 for (i = 10; i < nwords; i++) 
877                         BN_CONSTTIME_SWAP(i);
878                 /* Fallthrough */
879         case 10: BN_CONSTTIME_SWAP(9); /* Fallthrough */
880         case 9: BN_CONSTTIME_SWAP(8); /* Fallthrough */
881         case 8: BN_CONSTTIME_SWAP(7); /* Fallthrough */
882         case 7: BN_CONSTTIME_SWAP(6); /* Fallthrough */
883         case 6: BN_CONSTTIME_SWAP(5); /* Fallthrough */
884         case 5: BN_CONSTTIME_SWAP(4); /* Fallthrough */
885         case 4: BN_CONSTTIME_SWAP(3); /* Fallthrough */
886         case 3: BN_CONSTTIME_SWAP(2); /* Fallthrough */
887         case 2: BN_CONSTTIME_SWAP(1); /* Fallthrough */
888         case 1: BN_CONSTTIME_SWAP(0);
889         }
890 #undef BN_CONSTTIME_SWAP
891 }