Following the license change, modify the boilerplates in crypto/bn/
[openssl.git] / crypto / bn / bn_mod.c
index e0ed47816a7b117331ad8d5eb0494c59d72d043a..20f643a13f205203e874e0cd309565c830ffe52e 100644 (file)
-/* crypto/bn/bn_mod.c */
 /*
- * Includes code written by Lenka Fibikova <fibikova@exp-math.uni-essen.de>
- * for the OpenSSL project.
- */
-/* ====================================================================
- * Copyright (c) 1998-2000 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
- *
- * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
- * modification, are permitted provided that the following conditions
- * are met:
- *
- * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
- *
- * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
- *    the documentation and/or other materials provided with the
- *    distribution.
- *
- * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
- *    software must display the following acknowledgment:
- *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
- *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
- *
- * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
- *    endorse or promote products derived from this software without
- *    prior written permission. For written permission, please contact
- *    openssl-core@openssl.org.
- *
- * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
- *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
- *    permission of the OpenSSL Project.
- *
- * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
- *    acknowledgment:
- *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
- *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
- *
- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
- * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
- * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
- * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
- * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
- * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
- * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
- * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
- * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
- * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
- * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- * ====================================================================
- *
- * This product includes cryptographic software written by Eric Young
- * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
- * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
- *
- */
-/* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
- * All rights reserved.
- *
- * This package is an SSL implementation written
- * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
- * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
- *
- * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
- * the following conditions are aheared to.  The following conditions
- * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
- * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
- * included with this distribution is covered by the same copyright terms
- * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
- *
- * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
- * the code are not to be removed.
- * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
- * as the author of the parts of the library used.
- * This can be in the form of a textual message at program startup or
- * in documentation (online or textual) provided with the package.
- *
- * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
- * modification, are permitted provided that the following conditions
- * are met:
- * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
- * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
- *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
- * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
- *    must display the following acknowledgement:
- *    "This product includes cryptographic software written by
- *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
- *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
- *    being used are not cryptographic related :-).
- * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
- *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
- *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
+ * Copyright 1998-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
  *
- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
- * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
- * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
- * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
- * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
- * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
- * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
- * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
- * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
- * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
- * SUCH DAMAGE.
- *
- * The licence and distribution terms for any publically available version or
- * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
- * copied and put under another distribution licence
- * [including the GNU Public Licence.]
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
  */
 
-#include "cryptlib.h"
+#include "internal/cryptlib.h"
 #include "bn_lcl.h"
 
 int BN_nnmod(BIGNUM *r, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx)
@@ -141,18 +35,74 @@ int BN_mod_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m,
 
 /*
  * BN_mod_add variant that may be used if both a and b are non-negative and
- * less than m
+ * less than m. The original algorithm was
+ *
+ *    if (!BN_uadd(r, a, b))
+ *       return 0;
+ *    if (BN_ucmp(r, m) >= 0)
+ *       return BN_usub(r, r, m);
+ *
+ * which is replaced with addition, subtracting modulus, and conditional
+ * move depending on whether or not subtraction borrowed.
  */
-int BN_mod_add_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
-                     const BIGNUM *m)
+int bn_mod_add_fixed_top(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+                         const BIGNUM *m)
 {
-    if (!BN_uadd(r, a, b))
+    size_t i, ai, bi, mtop = m->top;
+    BN_ULONG storage[1024 / BN_BITS2];
+    BN_ULONG carry, temp, mask, *rp, *tp = storage;
+    const BN_ULONG *ap, *bp;
+
+    if (bn_wexpand(r, mtop) == NULL)
+        return 0;
+
+    if (mtop > sizeof(storage) / sizeof(storage[0])
+        && (tp = OPENSSL_malloc(mtop * sizeof(BN_ULONG))) == NULL)
         return 0;
-    if (BN_ucmp(r, m) >= 0)
-        return BN_usub(r, r, m);
+
+    ap = a->d != NULL ? a->d : tp;
+    bp = b->d != NULL ? b->d : tp;
+
+    for (i = 0, ai = 0, bi = 0, carry = 0; i < mtop;) {
+        mask = (BN_ULONG)0 - ((i - a->top) >> (8 * sizeof(i) - 1));
+        temp = ((ap[ai] & mask) + carry) & BN_MASK2;
+        carry = (temp < carry);
+
+        mask = (BN_ULONG)0 - ((i - b->top) >> (8 * sizeof(i) - 1));
+        tp[i] = ((bp[bi] & mask) + temp) & BN_MASK2;
+        carry += (tp[i] < temp);
+
+        i++;
+        ai += (i - a->dmax) >> (8 * sizeof(i) - 1);
+        bi += (i - b->dmax) >> (8 * sizeof(i) - 1);
+    }
+    rp = r->d;
+    carry -= bn_sub_words(rp, tp, m->d, mtop);
+    for (i = 0; i < mtop; i++) {
+        rp[i] = (carry & tp[i]) | (~carry & rp[i]);
+        ((volatile BN_ULONG *)tp)[i] = 0;
+    }
+    r->top = mtop;
+    r->flags |= BN_FLG_FIXED_TOP;
+    r->neg = 0;
+
+    if (tp != storage)
+        OPENSSL_free(tp);
+
     return 1;
 }
 
+int BN_mod_add_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+                     const BIGNUM *m)
+{
+    int ret = bn_mod_add_fixed_top(r, a, b, m);
+
+    if (ret)
+        bn_correct_top(r);
+
+    return ret;
+}
+
 int BN_mod_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m,
                BN_CTX *ctx)
 {
@@ -161,6 +111,70 @@ int BN_mod_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m,
     return BN_nnmod(r, r, m, ctx);
 }
 
+/*
+ * BN_mod_sub variant that may be used if both a and b are non-negative,
+ * a is less than m, while b is of same bit width as m. It's implemented
+ * as subtraction followed by two conditional additions.
+ *
+ * 0 <= a < m
+ * 0 <= b < 2^w < 2*m
+ *
+ * after subtraction
+ *
+ * -2*m < r = a - b < m
+ *
+ * Thus it takes up to two conditional additions to make |r| positive.
+ */
+int bn_mod_sub_fixed_top(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+                         const BIGNUM *m)
+{
+    size_t i, ai, bi, mtop = m->top;
+    BN_ULONG borrow, carry, ta, tb, mask, *rp;
+    const BN_ULONG *ap, *bp;
+
+    if (bn_wexpand(r, mtop) == NULL)
+        return 0;
+
+    rp = r->d;
+    ap = a->d != NULL ? a->d : rp;
+    bp = b->d != NULL ? b->d : rp;
+
+    for (i = 0, ai = 0, bi = 0, borrow = 0; i < mtop;) {
+        mask = (BN_ULONG)0 - ((i - a->top) >> (8 * sizeof(i) - 1));
+        ta = ap[ai] & mask;
+
+        mask = (BN_ULONG)0 - ((i - b->top) >> (8 * sizeof(i) - 1));
+        tb = bp[bi] & mask;
+        rp[i] = ta - tb - borrow;
+        if (ta != tb)
+            borrow = (ta < tb);
+
+        i++;
+        ai += (i - a->dmax) >> (8 * sizeof(i) - 1);
+        bi += (i - b->dmax) >> (8 * sizeof(i) - 1);
+    }
+    ap = m->d;
+    for (i = 0, mask = 0 - borrow, carry = 0; i < mtop; i++) {
+        ta = ((ap[i] & mask) + carry) & BN_MASK2;
+        carry = (ta < carry);
+        rp[i] = (rp[i] + ta) & BN_MASK2;
+        carry += (rp[i] < ta);
+    }
+    borrow -= carry;
+    for (i = 0, mask = 0 - borrow, carry = 0; i < mtop; i++) {
+        ta = ((ap[i] & mask) + carry) & BN_MASK2;
+        carry = (ta < carry);
+        rp[i] = (rp[i] + ta) & BN_MASK2;
+        carry += (rp[i] < ta);
+    }
+
+    r->top = mtop;
+    r->flags |= BN_FLG_FIXED_TOP;
+    r->neg = 0;
+
+    return 1;
+}
+
 /*
  * BN_mod_sub variant that may be used if both a and b are non-negative and
  * less than m
@@ -202,7 +216,7 @@ int BN_mod_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m,
     ret = 1;
  err:
     BN_CTX_end(ctx);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
 
 int BN_mod_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx)
@@ -254,8 +268,7 @@ int BN_mod_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n, const BIGNUM *m,
     ret = BN_mod_lshift_quick(r, r, n, (abs_m ? abs_m : m));
     bn_check_top(r);
 
-    if (abs_m)
-        BN_free(abs_m);
+    BN_free(abs_m);
     return ret;
 }