crypto/bn/bn_opts.c

   1 /* crypto/bn/expspeed.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 /* most of this code has been pilfered from my libdes speed.c program */
  60
  61 #include <stdio.h>
  62 #include <stdlib.h>
  63 #include <signal.h>
  64 #include <string.h>
  65 #include "crypto.h"
  66 #include "tmdiff.h"
  67 #include "bn.h"
  68 #include "err.h"
  69
  70 #define DEFAULT_SIZE    512
  71 #define DEFAULT_TIME    3
  72
  73 int verbose=1;
  74
  75 typedef struct parms_st
  76         {
  77         char *name;
  78         void (*func)();
  79         BIGNUM r;
  80         BIGNUM a;
  81         BIGNUM b;
  82         BIGNUM c;
  83         BIGNUM low;
  84         BN_CTX *ctx;
  85         BN_MONT_CTX *mont;
  86         int w;
  87         } PARMS;
  88
  89 void do_mul_exp(int num,PARMS *p);
  90 void do_mul(int num,PARMS *p);
  91 void do_sqr(int num,PARMS *p);
  92 void do_mul_low(int num,PARMS *p);
  93 void do_mul_high(int num,PARMS *p);
  94 void do_from_montgomery(int num,PARMS *p);
  95 int time_it(int sec, PARMS *p);
  96 void do_it(int sec, PARMS *p);
  97
  98 #define P_EXP   1
  99 #define P_MUL   2
 100 #define P_SQR   3
 101 #define P_MULL  4
 102 #define P_MULH  5
 103 #define P_MRED  6
 104
 105 int main(argc,argv)
 106 int argc;
 107 char **argv;
 108         {
 109         PARMS p;
 110         BN_MONT_CTX *mont;
 111         int size=0,num;
 112         char *name;
 113         int type=P_EXP;
 114
 115         mont=BN_MONT_CTX_new();
 116         p.mont=NULL;
 117         p.ctx=BN_CTX_new();
 118         BN_init(&p.r);
 119         BN_init(&p.a);
 120         BN_init(&p.b);
 121         BN_init(&p.c);
 122         BN_init(&p.low);
 123         p.w=0;
 124
 125         for (;;)
 126                 {
 127                 if (argc > 1)
 128                         {
 129                         if (argv[1][0] == '-')
 130                                 {
 131                                 switch(argv[1][1])
 132                                         {
 133                                 case 'e': type=P_EXP; break;
 134                                 case 'm': type=P_MUL; break;
 135                                 case 's': type=P_SQR; break;
 136                                 case 'l': type=P_MULL; break;
 137                                 case 'h': type=P_MULH; break;
 138                                 case 'r': type=P_MRED; break;
 139                                 default:
 140                                         fprintf(stderr,"options: -[emslhr]\n");
 141                                         exit(1);
 142                                         }
 143                                 }
 144                         else
 145                                 {
 146                                 size=atoi(argv[1]);
 147                                 }
 148                         argc--;
 149                         argv++;
 150                         }
 151                 else
 152                         break;
 153                 }
 154         if (size == 0)
 155                 size=DEFAULT_SIZE;
 156
 157         printf("bit size:%5d\n",size);
 158
 159         BN_rand(&p.a,size,1,0);
 160         BN_rand(&p.b,size,1,0);
 161         BN_rand(&p.c,size,1,1);
 162         BN_mod(&p.a,&p.a,&p.c,p.ctx);
 163         BN_mod(&p.b,&p.b,&p.c,p.ctx);
 164         p.w=(p.a.top+1)/2;
 165
 166         BN_mul(&p.low,&p.a,&p.b,p.ctx);
 167         p.low.top=p.a.top;
 168
 169         switch(type)
 170                 {
 171         case P_EXP:
 172                 p.name="r=a^b%c";
 173                 p.func=do_mul_exp;
 174                 p.mont=mont;
 175                 break;
 176         case P_MUL:
 177                 p.name="r=a*b";
 178                 p.func=do_mul;
 179                 break;
 180         case P_SQR:
 181                 p.name="r=a*a";
 182                 p.func=do_sqr;
 183                 break;
 184         case P_MULL:
 185                 p.name="r=low(a*b)";
 186                 p.func=do_mul_low;
 187                 break;
 188         case P_MULH:
 189                 p.name="r=high(a*b)";
 190                 p.func=do_mul_high;
 191                 break;
 192         case P_MRED:
 193                 p.name="r=montgomery_reduction(a)";
 194                 p.func=do_from_montgomery;
 195                 p.mont=mont;
 196                 break;
 197         default:
 198                 fprintf(stderr,"options: -[emslhr]\n");
 199                 exit(1);
 200                 }
 201
 202         num=time_it(DEFAULT_TIME,&p);
 203         do_it(num,&p);
 204         }
 205
 206 void do_it(num,p)
 207 int num;
 208 PARMS *p;
 209         {
 210         char *start,*end;
 211         int i,j,number;
 212         double d;
 213
 214         start=ms_time_new();
 215         end=ms_time_new();
 216
 217         number=BN_num_bits_word((BN_ULONG)BN_num_bits(&(p->c)))-
 218                 BN_num_bits_word(BN_BITS2)+2;
 219         for (i=number-1; i >=0; i--)
 220                 {
 221                 if (i == 1) continue;
 222                 BN_set_params(i,i,i,1);
 223                 if (p->mont != NULL)
 224                         BN_MONT_CTX_set(p->mont,&(p->c),p->ctx);
 225
 226                 printf("Timing %5d (%2d bit) %2d %2d %2d %2d :",
 227                         (1<<i)*BN_BITS2,i,
 228                                 BN_get_params(0),
 229                                 BN_get_params(1),
 230                                 BN_get_params(2),
 231                                 BN_get_params(3));
 232                 fflush(stdout);
 233
 234                 ms_time_get(start);
 235                 p->func(num,p);
 236                 ms_time_get(end);
 237                 d=ms_time_diff(start,end);
 238                 printf("%6.6f sec, or %d in %.4f seconds\n",
 239                         (double)d/num,num,d);
 240                 }
 241         }
 242
 243 int time_it(sec,p)
 244 int sec;
 245 PARMS *p;
 246         {
 247         char *start,*end;
 248         int i,j;
 249         double d;
 250
 251         if (p->mont != NULL)
 252                 BN_MONT_CTX_set(p->mont,&(p->c),p->ctx);
 253
 254         start=ms_time_new();
 255         end=ms_time_new();
 256
 257         i=1;
 258         for (;;)
 259                 {
 260                 if (verbose)
 261                         printf("timing %s for %d interations\n",p->name,i);
 262
 263                 ms_time_get(start);
 264                 p->func(i,p);
 265                 ms_time_get(end);
 266                 d=ms_time_diff(start,end);
 267
 268                 if      (d < 0.01) i*=100;
 269                 else if (d < 0.1 ) i*=10;
 270                 else if (d > (double)sec) break;
 271                 else
 272                         {
 273                         i=(int)(1.0*i*sec/d);
 274                         break;
 275                         }
 276                 }
 277         if (verbose)
 278                 printf("using %d interations\n",i);
 279         return(i);
 280         }
 281
 282 void do_mul_exp(num,p)
 283 int num;
 284 PARMS *p;
 285         {
 286         int i;
 287
 288         for (i=0; i<num; i++)
 289                 BN_mod_exp_mont(&(p->r),&(p->a),&(p->b),&(p->c),
 290                         p->ctx,p->mont);
 291         }
 292
 293 void do_mul(num,p)
 294 int num;
 295 PARMS *p;
 296         {
 297         int i;
 298
 299         for (i=0; i<num; i++)
 300                 BN_mul(&(p->r),&(p->a),&(p->b),p->ctx);
 301         }
 302
 303 void do_sqr(num,p)
 304 int num;
 305 PARMS *p;
 306         {
 307         int i;
 308
 309         for (i=0; i<num; i++)
 310                         BN_sqr(&(p->r),&(p->a),p->ctx);
 311         }
 312
 313 void do_mul_low(num,p)
 314 int num;
 315 PARMS *p;
 316         {
 317         int i;
 318
 319         for (i=0; i<num; i++)
 320                 BN_mul_low(&(p->r),&(p->a),&(p->b),p->w,p->ctx);
 321         }
 322
 323 void do_mul_high(num,p)
 324 int num;
 325 PARMS *p;
 326         {
 327         int i;
 328
 329         for (i=0; i<num; i++)
 330                 BN_mul_low(&(p->r),&(p->a),&(p->b),&(p->low),p->w,p->ctx);
 331         }
 332
 333 void do_from_montgomery(num,p)
 334 int num;
 335 PARMS *p;
 336         {
 337         int i;
 338
 339         for (i=0; i<num; i++)
 340                 BN_from_montgomery(&(p->r),&(p->a),p->mont,p->ctx);
 341         }
 342