crypto/bn/bn_lib.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #include <assert.h>
  11 #include <limits.h>
  12 #include "internal/cryptlib.h"
  13 #include "bn_lcl.h"
  14 #include <openssl/opensslconf.h>
  15
  16 /* This stuff appears to be completely unused, so is deprecated */
  17 #if OPENSSL_API_COMPAT < 0x00908000L
  18 /*-
  19  * For a 32 bit machine
  20  * 2 -   4 ==  128
  21  * 3 -   8 ==  256
  22  * 4 -  16 ==  512
  23  * 5 -  32 == 1024
  24  * 6 -  64 == 2048
  25  * 7 - 128 == 4096
  26  * 8 - 256 == 8192
  27  */
  28 static int bn_limit_bits = 0;
  29 static int bn_limit_num = 8;    /* (1<<bn_limit_bits) */
  30 static int bn_limit_bits_low = 0;
  31 static int bn_limit_num_low = 8; /* (1<<bn_limit_bits_low) */
  32 static int bn_limit_bits_high = 0;
  33 static int bn_limit_num_high = 8; /* (1<<bn_limit_bits_high) */
  34 static int bn_limit_bits_mont = 0;
  35 static int bn_limit_num_mont = 8; /* (1<<bn_limit_bits_mont) */
  36
  37 void BN_set_params(int mult, int high, int low, int mont)
  38 {
  39     if (mult >= 0) {
  40         if (mult > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  41             mult = sizeof(int) * 8 - 1;
  42         bn_limit_bits = mult;
  43         bn_limit_num = 1 << mult;
  44     }
  45     if (high >= 0) {
  46         if (high > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  47             high = sizeof(int) * 8 - 1;
  48         bn_limit_bits_high = high;
  49         bn_limit_num_high = 1 << high;
  50     }
  51     if (low >= 0) {
  52         if (low > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  53             low = sizeof(int) * 8 - 1;
  54         bn_limit_bits_low = low;
  55         bn_limit_num_low = 1 << low;
  56     }
  57     if (mont >= 0) {
  58         if (mont > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  59             mont = sizeof(int) * 8 - 1;
  60         bn_limit_bits_mont = mont;
  61         bn_limit_num_mont = 1 << mont;
  62     }
  63 }
  64
  65 int BN_get_params(int which)
  66 {
  67     if (which == 0)
  68         return bn_limit_bits;
  69     else if (which == 1)
  70         return bn_limit_bits_high;
  71     else if (which == 2)
  72         return bn_limit_bits_low;
  73     else if (which == 3)
  74         return bn_limit_bits_mont;
  75     else
  76         return 0;
  77 }
  78 #endif
  79
  80 const BIGNUM *BN_value_one(void)
  81 {
  82     static const BN_ULONG data_one = 1L;
  83     static const BIGNUM const_one =
  84         { (BN_ULONG *)&data_one, 1, 1, 0, BN_FLG_STATIC_DATA };
  85
  86     return &const_one;
  87 }
  88
  89 int BN_num_bits_word(BN_ULONG l)
  90 {
  91     BN_ULONG x, mask;
  92     int bits = (l != 0);
  93
  94 #if BN_BITS2 > 32
  95     x = l >> 32;
  96     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
  97     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
  98     bits += 32 & mask;
  99     l ^= (x ^ l) & mask;
 100 #endif
 101
 102     x = l >> 16;
 103     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 104     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 105     bits += 16 & mask;
 106     l ^= (x ^ l) & mask;
 107
 108     x = l >> 8;
 109     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 110     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 111     bits += 8 & mask;
 112     l ^= (x ^ l) & mask;
 113
 114     x = l >> 4;
 115     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 116     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 117     bits += 4 & mask;
 118     l ^= (x ^ l) & mask;
 119
 120     x = l >> 2;
 121     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 122     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 123     bits += 2 & mask;
 124     l ^= (x ^ l) & mask;
 125
 126     x = l >> 1;
 127     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 128     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 129     bits += 1 & mask;
 130
 131     return bits;
 132 }
 133
 134 int BN_num_bits(const BIGNUM *a)
 135 {
 136     int i = a->top - 1;
 137     bn_check_top(a);
 138
 139     if (BN_is_zero(a))
 140         return 0;
 141     return ((i * BN_BITS2) + BN_num_bits_word(a->d[i]));
 142 }
 143
 144 static void bn_free_d(BIGNUM *a)
 145 {
 146     if (BN_get_flags(a, BN_FLG_SECURE))
 147         OPENSSL_secure_free(a->d);
 148     else
 149         OPENSSL_free(a->d);
 150 }
 151
 152
 153 void BN_clear_free(BIGNUM *a)
 154 {
 155     if (a == NULL)
 156         return;
 157     if (a->d != NULL && !BN_get_flags(a, BN_FLG_STATIC_DATA)) {
 158         OPENSSL_cleanse(a->d, a->dmax * sizeof(a->d[0]));
 159         bn_free_d(a);
 160     }
 161     if (BN_get_flags(a, BN_FLG_MALLOCED)) {
 162         OPENSSL_cleanse(a, sizeof(*a));
 163         OPENSSL_free(a);
 164     }
 165 }
 166
 167 void BN_free(BIGNUM *a)
 168 {
 169     if (a == NULL)
 170         return;
 171     if (!BN_get_flags(a, BN_FLG_STATIC_DATA))
 172         bn_free_d(a);
 173     if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 174         OPENSSL_free(a);
 175 }
 176
 177 void bn_init(BIGNUM *a)
 178 {
 179     static BIGNUM nilbn;
 180
 181     *a = nilbn;
 182     bn_check_top(a);
 183 }
 184
 185 BIGNUM *BN_new(void)
 186 {
 187     BIGNUM *ret;
 188
 189     if ((ret = OPENSSL_zalloc(sizeof(*ret))) == NULL) {
 190         BNerr(BN_F_BN_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 191         return NULL;
 192     }
 193     ret->flags = BN_FLG_MALLOCED;
 194     bn_check_top(ret);
 195     return ret;
 196 }
 197
 198  BIGNUM *BN_secure_new(void)
 199  {
 200      BIGNUM *ret = BN_new();
 201      if (ret != NULL)
 202          ret->flags |= BN_FLG_SECURE;
 203      return ret;
 204  }
 205
 206 /* This is used by bn_expand2() */
 207 /* The caller MUST check that words > b->dmax before calling this */
 208 static BN_ULONG *bn_expand_internal(const BIGNUM *b, int words)
 209 {
 210     BN_ULONG *a = NULL;
 211
 212     if (words > (INT_MAX / (4 * BN_BITS2))) {
 213         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, BN_R_BIGNUM_TOO_LONG);
 214         return NULL;
 215     }
 216     if (BN_get_flags(b, BN_FLG_STATIC_DATA)) {
 217         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA);
 218         return NULL;
 219     }
 220     if (BN_get_flags(b, BN_FLG_SECURE))
 221         a = OPENSSL_secure_zalloc(words * sizeof(*a));
 222     else
 223         a = OPENSSL_zalloc(words * sizeof(*a));
 224     if (a == NULL) {
 225         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 226         return NULL;
 227     }
 228
 229     assert(b->top <= words);
 230     if (b->top > 0)
 231         memcpy(a, b->d, sizeof(*a) * b->top);
 232
 233     return a;
 234 }
 235
 236 /*
 237  * This is an internal function that should not be used in applications. It
 238  * ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number and initialises
 239  * any unused part of b->d with leading zeros. It is mostly used by the
 240  * various BIGNUM routines. If there is an error, NULL is returned. If not,
 241  * 'b' is returned.
 242  */
 243
 244 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
 245 {
 246     if (words > b->dmax) {
 247         BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
 248         if (!a)
 249             return NULL;
 250         if (b->d) {
 251             OPENSSL_cleanse(b->d, b->dmax * sizeof(b->d[0]));
 252             bn_free_d(b);
 253         }
 254         b->d = a;
 255         b->dmax = words;
 256     }
 257
 258     return b;
 259 }
 260
 261 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a)
 262 {
 263     BIGNUM *t;
 264
 265     if (a == NULL)
 266         return NULL;
 267     bn_check_top(a);
 268
 269     t = BN_get_flags(a, BN_FLG_SECURE) ? BN_secure_new() : BN_new();
 270     if (t == NULL)
 271         return NULL;
 272     if (!BN_copy(t, a)) {
 273         BN_free(t);
 274         return NULL;
 275     }
 276     bn_check_top(t);
 277     return t;
 278 }
 279
 280 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 281 {
 282     bn_check_top(b);
 283
 284     if (a == b)
 285         return a;
 286     if (bn_wexpand(a, b->top) == NULL)
 287         return NULL;
 288
 289     if (b->top > 0)
 290         memcpy(a->d, b->d, sizeof(b->d[0]) * b->top);
 291
 292     a->neg = b->neg;
 293     a->top = b->top;
 294     a->flags |= b->flags & BN_FLG_FIXED_TOP;
 295     bn_check_top(a);
 296     return a;
 297 }
 298
 299 #define FLAGS_DATA(flags) ((flags) & (BN_FLG_STATIC_DATA \
 300                                     | BN_FLG_CONSTTIME   \
 301                                     | BN_FLG_SECURE      \
 302                                     | BN_FLG_FIXED_TOP))
 303 #define FLAGS_STRUCT(flags) ((flags) & (BN_FLG_MALLOCED))
 304
 305 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
 306 {
 307     int flags_old_a, flags_old_b;
 308     BN_ULONG *tmp_d;
 309     int tmp_top, tmp_dmax, tmp_neg;
 310
 311     bn_check_top(a);
 312     bn_check_top(b);
 313
 314     flags_old_a = a->flags;
 315     flags_old_b = b->flags;
 316
 317     tmp_d = a->d;
 318     tmp_top = a->top;
 319     tmp_dmax = a->dmax;
 320     tmp_neg = a->neg;
 321
 322     a->d = b->d;
 323     a->top = b->top;
 324     a->dmax = b->dmax;
 325     a->neg = b->neg;
 326
 327     b->d = tmp_d;
 328     b->top = tmp_top;
 329     b->dmax = tmp_dmax;
 330     b->neg = tmp_neg;
 331
 332     a->flags = FLAGS_STRUCT(flags_old_a) | FLAGS_DATA(flags_old_b);
 333     b->flags = FLAGS_STRUCT(flags_old_b) | FLAGS_DATA(flags_old_a);
 334     bn_check_top(a);
 335     bn_check_top(b);
 336 }
 337
 338 void BN_clear(BIGNUM *a)
 339 {
 340     bn_check_top(a);
 341     if (a->d != NULL)
 342         OPENSSL_cleanse(a->d, sizeof(*a->d) * a->dmax);
 343     a->neg = 0;
 344     a->top = 0;
 345     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 346 }
 347
 348 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a)
 349 {
 350     if (a->top > 1)
 351         return BN_MASK2;
 352     else if (a->top == 1)
 353         return a->d[0];
 354     /* a->top == 0 */
 355     return 0;
 356 }
 357
 358 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
 359 {
 360     bn_check_top(a);
 361     if (bn_expand(a, (int)sizeof(BN_ULONG) * 8) == NULL)
 362         return 0;
 363     a->neg = 0;
 364     a->d[0] = w;
 365     a->top = (w ? 1 : 0);
 366     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 367     bn_check_top(a);
 368     return 1;
 369 }
 370
 371 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 372 {
 373     unsigned int i, m;
 374     unsigned int n;
 375     BN_ULONG l;
 376     BIGNUM *bn = NULL;
 377
 378     if (ret == NULL)
 379         ret = bn = BN_new();
 380     if (ret == NULL)
 381         return NULL;
 382     bn_check_top(ret);
 383     /* Skip leading zero's. */
 384     for ( ; len > 0 && *s == 0; s++, len--)
 385         continue;
 386     n = len;
 387     if (n == 0) {
 388         ret->top = 0;
 389         return ret;
 390     }
 391     i = ((n - 1) / BN_BYTES) + 1;
 392     m = ((n - 1) % (BN_BYTES));
 393     if (bn_wexpand(ret, (int)i) == NULL) {
 394         BN_free(bn);
 395         return NULL;
 396     }
 397     ret->top = i;
 398     ret->neg = 0;
 399     l = 0;
 400     while (n--) {
 401         l = (l << 8L) | *(s++);
 402         if (m-- == 0) {
 403             ret->d[--i] = l;
 404             l = 0;
 405             m = BN_BYTES - 1;
 406         }
 407     }
 408     /*
 409      * need to call this due to clear byte at top if avoiding having the top
 410      * bit set (-ve number)
 411      */
 412     bn_correct_top(ret);
 413     return ret;
 414 }
 415
 416 /* ignore negative */
 417 static int bn2binpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 418 {
 419     int i;
 420     BN_ULONG l;
 421
 422     bn_check_top(a);
 423     i = BN_num_bytes(a);
 424     if (tolen == -1)
 425         tolen = i;
 426     else if (tolen < i)
 427         return -1;
 428     /* Add leading zeroes if necessary */
 429     if (tolen > i) {
 430         memset(to, 0, tolen - i);
 431         to += tolen - i;
 432     }
 433     while (i--) {
 434         l = a->d[i / BN_BYTES];
 435         *(to++) = (unsigned char)(l >> (8 * (i % BN_BYTES))) & 0xff;
 436     }
 437     return tolen;
 438 }
 439
 440 int BN_bn2binpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 441 {
 442     if (tolen < 0)
 443         return -1;
 444     return bn2binpad(a, to, tolen);
 445 }
 446
 447 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
 448 {
 449     return bn2binpad(a, to, -1);
 450 }
 451
 452 BIGNUM *BN_lebin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 453 {
 454     unsigned int i, m;
 455     unsigned int n;
 456     BN_ULONG l;
 457     BIGNUM *bn = NULL;
 458
 459     if (ret == NULL)
 460         ret = bn = BN_new();
 461     if (ret == NULL)
 462         return NULL;
 463     bn_check_top(ret);
 464     s += len;
 465     /* Skip trailing zeroes. */
 466     for ( ; len > 0 && s[-1] == 0; s--, len--)
 467         continue;
 468     n = len;
 469     if (n == 0) {
 470         ret->top = 0;
 471         return ret;
 472     }
 473     i = ((n - 1) / BN_BYTES) + 1;
 474     m = ((n - 1) % (BN_BYTES));
 475     if (bn_wexpand(ret, (int)i) == NULL) {
 476         BN_free(bn);
 477         return NULL;
 478     }
 479     ret->top = i;
 480     ret->neg = 0;
 481     l = 0;
 482     while (n--) {
 483         s--;
 484         l = (l << 8L) | *s;
 485         if (m-- == 0) {
 486             ret->d[--i] = l;
 487             l = 0;
 488             m = BN_BYTES - 1;
 489         }
 490     }
 491     /*
 492      * need to call this due to clear byte at top if avoiding having the top
 493      * bit set (-ve number)
 494      */
 495     bn_correct_top(ret);
 496     return ret;
 497 }
 498
 499 int BN_bn2lebinpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 500 {
 501     int i;
 502     BN_ULONG l;
 503     bn_check_top(a);
 504     i = BN_num_bytes(a);
 505     if (tolen < i)
 506         return -1;
 507     /* Add trailing zeroes if necessary */
 508     if (tolen > i)
 509         memset(to + i, 0, tolen - i);
 510     to += i;
 511     while (i--) {
 512         l = a->d[i / BN_BYTES];
 513         to--;
 514         *to = (unsigned char)(l >> (8 * (i % BN_BYTES))) & 0xff;
 515     }
 516     return tolen;
 517 }
 518
 519 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 520 {
 521     int i;
 522     BN_ULONG t1, t2, *ap, *bp;
 523
 524     bn_check_top(a);
 525     bn_check_top(b);
 526
 527     i = a->top - b->top;
 528     if (i != 0)
 529         return i;
 530     ap = a->d;
 531     bp = b->d;
 532     for (i = a->top - 1; i >= 0; i--) {
 533         t1 = ap[i];
 534         t2 = bp[i];
 535         if (t1 != t2)
 536             return ((t1 > t2) ? 1 : -1);
 537     }
 538     return 0;
 539 }
 540
 541 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 542 {
 543     int i;
 544     int gt, lt;
 545     BN_ULONG t1, t2;
 546
 547     if ((a == NULL) || (b == NULL)) {
 548         if (a != NULL)
 549             return -1;
 550         else if (b != NULL)
 551             return 1;
 552         else
 553             return 0;
 554     }
 555
 556     bn_check_top(a);
 557     bn_check_top(b);
 558
 559     if (a->neg != b->neg) {
 560         if (a->neg)
 561             return -1;
 562         else
 563             return 1;
 564     }
 565     if (a->neg == 0) {
 566         gt = 1;
 567         lt = -1;
 568     } else {
 569         gt = -1;
 570         lt = 1;
 571     }
 572
 573     if (a->top > b->top)
 574         return gt;
 575     if (a->top < b->top)
 576         return lt;
 577     for (i = a->top - 1; i >= 0; i--) {
 578         t1 = a->d[i];
 579         t2 = b->d[i];
 580         if (t1 > t2)
 581             return gt;
 582         if (t1 < t2)
 583             return lt;
 584     }
 585     return 0;
 586 }
 587
 588 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n)
 589 {
 590     int i, j, k;
 591
 592     if (n < 0)
 593         return 0;
 594
 595     i = n / BN_BITS2;
 596     j = n % BN_BITS2;
 597     if (a->top <= i) {
 598         if (bn_wexpand(a, i + 1) == NULL)
 599             return 0;
 600         for (k = a->top; k < i + 1; k++)
 601             a->d[k] = 0;
 602         a->top = i + 1;
 603         a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 604     }
 605
 606     a->d[i] |= (((BN_ULONG)1) << j);
 607     bn_check_top(a);
 608     return 1;
 609 }
 610
 611 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n)
 612 {
 613     int i, j;
 614
 615     bn_check_top(a);
 616     if (n < 0)
 617         return 0;
 618
 619     i = n / BN_BITS2;
 620     j = n % BN_BITS2;
 621     if (a->top <= i)
 622         return 0;
 623
 624     a->d[i] &= (~(((BN_ULONG)1) << j));
 625     bn_correct_top(a);
 626     return 1;
 627 }
 628
 629 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
 630 {
 631     int i, j;
 632
 633     bn_check_top(a);
 634     if (n < 0)
 635         return 0;
 636     i = n / BN_BITS2;
 637     j = n % BN_BITS2;
 638     if (a->top <= i)
 639         return 0;
 640     return (int)(((a->d[i]) >> j) & ((BN_ULONG)1));
 641 }
 642
 643 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n)
 644 {
 645     int b, w;
 646
 647     bn_check_top(a);
 648     if (n < 0)
 649         return 0;
 650
 651     w = n / BN_BITS2;
 652     b = n % BN_BITS2;
 653     if (w >= a->top)
 654         return 0;
 655     if (b == 0)
 656         a->top = w;
 657     else {
 658         a->top = w + 1;
 659         a->d[w] &= ~(BN_MASK2 << b);
 660     }
 661     bn_correct_top(a);
 662     return 1;
 663 }
 664
 665 void BN_set_negative(BIGNUM *a, int b)
 666 {
 667     if (b && !BN_is_zero(a))
 668         a->neg = 1;
 669     else
 670         a->neg = 0;
 671 }
 672
 673 int bn_cmp_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
 674 {
 675     int i;
 676     BN_ULONG aa, bb;
 677
 678     aa = a[n - 1];
 679     bb = b[n - 1];
 680     if (aa != bb)
 681         return ((aa > bb) ? 1 : -1);
 682     for (i = n - 2; i >= 0; i--) {
 683         aa = a[i];
 684         bb = b[i];
 685         if (aa != bb)
 686             return ((aa > bb) ? 1 : -1);
 687     }
 688     return 0;
 689 }
 690
 691 /*
 692  * Here follows a specialised variants of bn_cmp_words().  It has the
 693  * capability of performing the operation on arrays of different sizes. The
 694  * sizes of those arrays is expressed through cl, which is the common length
 695  * ( basically, min(len(a),len(b)) ), and dl, which is the delta between the
 696  * two lengths, calculated as len(a)-len(b). All lengths are the number of
 697  * BN_ULONGs...
 698  */
 699
 700 int bn_cmp_part_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int cl, int dl)
 701 {
 702     int n, i;
 703     n = cl - 1;
 704
 705     if (dl < 0) {
 706         for (i = dl; i < 0; i++) {
 707             if (b[n - i] != 0)
 708                 return -1;      /* a < b */
 709         }
 710     }
 711     if (dl > 0) {
 712         for (i = dl; i > 0; i--) {
 713             if (a[n + i] != 0)
 714                 return 1;       /* a > b */
 715         }
 716     }
 717     return bn_cmp_words(a, b, cl);
 718 }
 719
 720 /*
 721  * Constant-time conditional swap of a and b.
 722  * a and b are swapped if condition is not 0.  The code assumes that at most one bit of condition is set.
 723  * nwords is the number of words to swap.  The code assumes that at least nwords are allocated in both a and b,
 724  * and that no more than nwords are used by either a or b.
 725  * a and b cannot be the same number
 726  */
 727 void BN_consttime_swap(BN_ULONG condition, BIGNUM *a, BIGNUM *b, int nwords)
 728 {
 729     BN_ULONG t;
 730     int i;
 731
 732     bn_wcheck_size(a, nwords);
 733     bn_wcheck_size(b, nwords);
 734
 735     assert(a != b);
 736     assert((condition & (condition - 1)) == 0);
 737     assert(sizeof(BN_ULONG) >= sizeof(int));
 738
 739     condition = ((condition - 1) >> (BN_BITS2 - 1)) - 1;
 740
 741     t = (a->top ^ b->top) & condition;
 742     a->top ^= t;
 743     b->top ^= t;
 744
 745     t = (a->neg ^ b->neg) & condition;
 746     a->neg ^= t;
 747     b->neg ^= t;
 748
 749     /*-
 750      * Idea behind BN_FLG_STATIC_DATA is actually to
 751      * indicate that data may not be written to.
 752      * Intention is actually to treat it as it's
 753      * read-only data, and some (if not most) of it does
 754      * reside in read-only segment. In other words
 755      * observation of BN_FLG_STATIC_DATA in
 756      * BN_consttime_swap should be treated as fatal
 757      * condition. It would either cause SEGV or
 758      * effectively cause data corruption.
 759      * BN_FLG_MALLOCED refers to BN structure itself,
 760      * and hence must be preserved. Remaining flags are
 761      * BN_FLG_CONSTIME and BN_FLG_SECURE. Latter must be
 762      * preserved, because it determines how x->d was
 763      * allocated and hence how to free it. This leaves
 764      * BN_FLG_CONSTTIME that one can do something about.
 765      * To summarize it's sufficient to mask and swap
 766      * BN_FLG_CONSTTIME alone. BN_FLG_STATIC_DATA should
 767      * be treated as fatal.
 768      */
 769     t = ((a->flags ^ b->flags) & BN_FLG_CONSTTIME) & condition;
 770     a->flags ^= t;
 771     b->flags ^= t;
 772
 773 #define BN_CONSTTIME_SWAP(ind) \
 774         do { \
 775                 t = (a->d[ind] ^ b->d[ind]) & condition; \
 776                 a->d[ind] ^= t; \
 777                 b->d[ind] ^= t; \
 778         } while (0)
 779
 780     switch (nwords) {
 781     default:
 782         for (i = 10; i < nwords; i++)
 783             BN_CONSTTIME_SWAP(i);
 784         /* Fallthrough */
 785     case 10:
 786         BN_CONSTTIME_SWAP(9);   /* Fallthrough */
 787     case 9:
 788         BN_CONSTTIME_SWAP(8);   /* Fallthrough */
 789     case 8:
 790         BN_CONSTTIME_SWAP(7);   /* Fallthrough */
 791     case 7:
 792         BN_CONSTTIME_SWAP(6);   /* Fallthrough */
 793     case 6:
 794         BN_CONSTTIME_SWAP(5);   /* Fallthrough */
 795     case 5:
 796         BN_CONSTTIME_SWAP(4);   /* Fallthrough */
 797     case 4:
 798         BN_CONSTTIME_SWAP(3);   /* Fallthrough */
 799     case 3:
 800         BN_CONSTTIME_SWAP(2);   /* Fallthrough */
 801     case 2:
 802         BN_CONSTTIME_SWAP(1);   /* Fallthrough */
 803     case 1:
 804         BN_CONSTTIME_SWAP(0);
 805     }
 806 #undef BN_CONSTTIME_SWAP
 807 }
 808
 809 /* Bits of security, see SP800-57 */
 810
 811 int BN_security_bits(int L, int N)
 812 {
 813     int secbits, bits;
 814     if (L >= 15360)
 815         secbits = 256;
 816     else if (L >= 7680)
 817         secbits = 192;
 818     else if (L >= 3072)
 819         secbits = 128;
 820     else if (L >= 2048)
 821         secbits = 112;
 822     else if (L >= 1024)
 823         secbits = 80;
 824     else
 825         return 0;
 826     if (N == -1)
 827         return secbits;
 828     bits = N / 2;
 829     if (bits < 80)
 830         return 0;
 831     return bits >= secbits ? secbits : bits;
 832 }
 833
 834 void BN_zero_ex(BIGNUM *a)
 835 {
 836     a->neg = 0;
 837     a->top = 0;
 838     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 839 }
 840
 841 int BN_abs_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w)
 842 {
 843     return ((a->top == 1) && (a->d[0] == w)) || ((w == 0) && (a->top == 0));
 844 }
 845
 846 int BN_is_zero(const BIGNUM *a)
 847 {
 848     return a->top == 0;
 849 }
 850
 851 int BN_is_one(const BIGNUM *a)
 852 {
 853     return BN_abs_is_word(a, 1) && !a->neg;
 854 }
 855
 856 int BN_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w)
 857 {
 858     return BN_abs_is_word(a, w) && (!w || !a->neg);
 859 }
 860
 861 int BN_is_odd(const BIGNUM *a)
 862 {
 863     return (a->top > 0) && (a->d[0] & 1);
 864 }
 865
 866 int BN_is_negative(const BIGNUM *a)
 867 {
 868     return (a->neg != 0);
 869 }
 870
 871 int BN_to_montgomery(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
 872                      BN_CTX *ctx)
 873 {
 874     return BN_mod_mul_montgomery(r, a, &(mont->RR), mont, ctx);
 875 }
 876
 877 void BN_with_flags(BIGNUM *dest, const BIGNUM *b, int flags)
 878 {
 879     dest->d = b->d;
 880     dest->top = b->top;
 881     dest->dmax = b->dmax;
 882     dest->neg = b->neg;
 883     dest->flags = ((dest->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 884                    | (b->flags & ~BN_FLG_MALLOCED)
 885                    | BN_FLG_STATIC_DATA | flags);
 886 }
 887
 888 BN_GENCB *BN_GENCB_new(void)
 889 {
 890     BN_GENCB *ret;
 891
 892     if ((ret = OPENSSL_malloc(sizeof(*ret))) == NULL) {
 893         BNerr(BN_F_BN_GENCB_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 894         return NULL;
 895     }
 896
 897     return ret;
 898 }
 899
 900 void BN_GENCB_free(BN_GENCB *cb)
 901 {
 902     if (cb == NULL)
 903         return;
 904     OPENSSL_free(cb);
 905 }
 906
 907 void BN_set_flags(BIGNUM *b, int n)
 908 {
 909     b->flags |= n;
 910 }
 911
 912 int BN_get_flags(const BIGNUM *b, int n)
 913 {
 914     return b->flags & n;
 915 }
 916
 917 /* Populate a BN_GENCB structure with an "old"-style callback */
 918 void BN_GENCB_set_old(BN_GENCB *gencb, void (*callback) (int, int, void *),
 919                       void *cb_arg)
 920 {
 921     BN_GENCB *tmp_gencb = gencb;
 922     tmp_gencb->ver = 1;
 923     tmp_gencb->arg = cb_arg;
 924     tmp_gencb->cb.cb_1 = callback;
 925 }
 926
 927 /* Populate a BN_GENCB structure with a "new"-style callback */
 928 void BN_GENCB_set(BN_GENCB *gencb, int (*callback) (int, int, BN_GENCB *),
 929                   void *cb_arg)
 930 {
 931     BN_GENCB *tmp_gencb = gencb;
 932     tmp_gencb->ver = 2;
 933     tmp_gencb->arg = cb_arg;
 934     tmp_gencb->cb.cb_2 = callback;
 935 }
 936
 937 void *BN_GENCB_get_arg(BN_GENCB *cb)
 938 {
 939     return cb->arg;
 940 }
 941
 942 BIGNUM *bn_wexpand(BIGNUM *a, int words)
 943 {
 944     return (words <= a->dmax) ? a : bn_expand2(a, words);
 945 }
 946
 947 void bn_correct_top(BIGNUM *a)
 948 {
 949     BN_ULONG *ftl;
 950     int tmp_top = a->top;
 951
 952     if (tmp_top > 0) {
 953         for (ftl = &(a->d[tmp_top]); tmp_top > 0; tmp_top--) {
 954             ftl--;
 955             if (*ftl != 0)
 956                 break;
 957         }
 958         a->top = tmp_top;
 959     }
 960     if (a->top == 0)
 961         a->neg = 0;
 962     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 963     bn_pollute(a);
 964 }