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     int i;
 156
 157     if (a == NULL)
 158         return;
 159     bn_check_top(a);
 160     if (a->d != NULL) {
 161         OPENSSL_cleanse(a->d, a->dmax * sizeof(a->d[0]));
 162         if (!BN_get_flags(a, BN_FLG_STATIC_DATA))
 163             bn_free_d(a);
 164     }
 165     i = BN_get_flags(a, BN_FLG_MALLOCED);
 166     OPENSSL_cleanse(a, sizeof(*a));
 167     if (i)
 168         OPENSSL_free(a);
 169 }
 170
 171 void BN_free(BIGNUM *a)
 172 {
 173     if (a == NULL)
 174         return;
 175     bn_check_top(a);
 176     if (!BN_get_flags(a, BN_FLG_STATIC_DATA))
 177         bn_free_d(a);
 178     if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 179         OPENSSL_free(a);
 180     else {
 181 #if OPENSSL_API_COMPAT < 0x00908000L
 182         a->flags |= BN_FLG_FREE;
 183 #endif
 184         a->d = NULL;
 185     }
 186 }
 187
 188 void bn_init(BIGNUM *a)
 189 {
 190     static BIGNUM nilbn;
 191
 192     *a = nilbn;
 193     bn_check_top(a);
 194 }
 195
 196 BIGNUM *BN_new(void)
 197 {
 198     BIGNUM *ret;
 199
 200     if ((ret = OPENSSL_zalloc(sizeof(*ret))) == NULL) {
 201         BNerr(BN_F_BN_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 202         return (NULL);
 203     }
 204     ret->flags = BN_FLG_MALLOCED;
 205     bn_check_top(ret);
 206     return (ret);
 207 }
 208
 209  BIGNUM *BN_secure_new(void)
 210  {
 211      BIGNUM *ret = BN_new();
 212      if (ret != NULL)
 213          ret->flags |= BN_FLG_SECURE;
 214      return (ret);
 215  }
 216
 217 /* This is used by bn_expand2() */
 218 /* The caller MUST check that words > b->dmax before calling this */
 219 static BN_ULONG *bn_expand_internal(const BIGNUM *b, int words)
 220 {
 221     BN_ULONG *A, *a = NULL;
 222     const BN_ULONG *B;
 223     int i;
 224
 225     bn_check_top(b);
 226
 227     if (words > (INT_MAX / (4 * BN_BITS2))) {
 228         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, BN_R_BIGNUM_TOO_LONG);
 229         return NULL;
 230     }
 231     if (BN_get_flags(b, BN_FLG_STATIC_DATA)) {
 232         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA);
 233         return (NULL);
 234     }
 235     if (BN_get_flags(b, BN_FLG_SECURE))
 236         a = A = OPENSSL_secure_zalloc(words * sizeof(*a));
 237     else
 238         a = A = OPENSSL_zalloc(words * sizeof(*a));
 239     if (A == NULL) {
 240         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 241         return (NULL);
 242     }
 243
 244 #if 1
 245     B = b->d;
 246     /* Check if the previous number needs to be copied */
 247     if (B != NULL) {
 248         for (i = b->top >> 2; i > 0; i--, A += 4, B += 4) {
 249             /*
 250              * The fact that the loop is unrolled
 251              * 4-wise is a tribute to Intel. It's
 252              * the one that doesn't have enough
 253              * registers to accommodate more data.
 254              * I'd unroll it 8-wise otherwise:-)
 255              *
 256              *              <appro@fy.chalmers.se>
 257              */
 258             BN_ULONG a0, a1, a2, a3;
 259             a0 = B[0];
 260             a1 = B[1];
 261             a2 = B[2];
 262             a3 = B[3];
 263             A[0] = a0;
 264             A[1] = a1;
 265             A[2] = a2;
 266             A[3] = a3;
 267         }
 268         switch (b->top & 3) {
 269         case 3:
 270             A[2] = B[2];
 271             /* fall thru */
 272         case 2:
 273             A[1] = B[1];
 274             /* fall thru */
 275         case 1:
 276             A[0] = B[0];
 277             /* fall thru */
 278         case 0:
 279             /* Without the "case 0" some old optimizers got this wrong. */
 280             ;
 281         }
 282     }
 283 #else
 284     memset(A, 0, sizeof(*A) * words);
 285     memcpy(A, b->d, sizeof(b->d[0]) * b->top);
 286 #endif
 287
 288     return (a);
 289 }
 290
 291 /*
 292  * This is an internal function that should not be used in applications. It
 293  * ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number and initialises
 294  * any unused part of b->d with leading zeros. It is mostly used by the
 295  * various BIGNUM routines. If there is an error, NULL is returned. If not,
 296  * 'b' is returned.
 297  */
 298
 299 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
 300 {
 301     bn_check_top(b);
 302
 303     if (words > b->dmax) {
 304         BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
 305         if (!a)
 306             return NULL;
 307         if (b->d) {
 308             OPENSSL_cleanse(b->d, b->dmax * sizeof(b->d[0]));
 309             bn_free_d(b);
 310         }
 311         b->d = a;
 312         b->dmax = words;
 313     }
 314
 315     bn_check_top(b);
 316     return b;
 317 }
 318
 319 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a)
 320 {
 321     BIGNUM *t;
 322
 323     if (a == NULL)
 324         return NULL;
 325     bn_check_top(a);
 326
 327     t = BN_get_flags(a, BN_FLG_SECURE) ? BN_secure_new() : BN_new();
 328     if (t == NULL)
 329         return NULL;
 330     if (!BN_copy(t, a)) {
 331         BN_free(t);
 332         return NULL;
 333     }
 334     bn_check_top(t);
 335     return t;
 336 }
 337
 338 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 339 {
 340     int i;
 341     BN_ULONG *A;
 342     const BN_ULONG *B;
 343
 344     bn_check_top(b);
 345
 346     if (a == b)
 347         return (a);
 348     if (bn_wexpand(a, b->top) == NULL)
 349         return (NULL);
 350
 351 #if 1
 352     A = a->d;
 353     B = b->d;
 354     for (i = b->top >> 2; i > 0; i--, A += 4, B += 4) {
 355         BN_ULONG a0, a1, a2, a3;
 356         a0 = B[0];
 357         a1 = B[1];
 358         a2 = B[2];
 359         a3 = B[3];
 360         A[0] = a0;
 361         A[1] = a1;
 362         A[2] = a2;
 363         A[3] = a3;
 364     }
 365     /* ultrix cc workaround, see comments in bn_expand_internal */
 366     switch (b->top & 3) {
 367     case 3:
 368         A[2] = B[2];
 369         /* fall thru */
 370     case 2:
 371         A[1] = B[1];
 372         /* fall thru */
 373     case 1:
 374         A[0] = B[0];
 375         /* fall thru */
 376     case 0:;
 377     }
 378 #else
 379     memcpy(a->d, b->d, sizeof(b->d[0]) * b->top);
 380 #endif
 381
 382     a->top = b->top;
 383     a->neg = b->neg;
 384     bn_check_top(a);
 385     return (a);
 386 }
 387
 388 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
 389 {
 390     int flags_old_a, flags_old_b;
 391     BN_ULONG *tmp_d;
 392     int tmp_top, tmp_dmax, tmp_neg;
 393
 394     bn_check_top(a);
 395     bn_check_top(b);
 396
 397     flags_old_a = a->flags;
 398     flags_old_b = b->flags;
 399
 400     tmp_d = a->d;
 401     tmp_top = a->top;
 402     tmp_dmax = a->dmax;
 403     tmp_neg = a->neg;
 404
 405     a->d = b->d;
 406     a->top = b->top;
 407     a->dmax = b->dmax;
 408     a->neg = b->neg;
 409
 410     b->d = tmp_d;
 411     b->top = tmp_top;
 412     b->dmax = tmp_dmax;
 413     b->neg = tmp_neg;
 414
 415     a->flags =
 416         (flags_old_a & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_b & BN_FLG_STATIC_DATA);
 417     b->flags =
 418         (flags_old_b & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_a & BN_FLG_STATIC_DATA);
 419     bn_check_top(a);
 420     bn_check_top(b);
 421 }
 422
 423 void BN_clear(BIGNUM *a)
 424 {
 425     bn_check_top(a);
 426     if (a->d != NULL)
 427         OPENSSL_cleanse(a->d, sizeof(*a->d) * a->dmax);
 428     a->top = 0;
 429     a->neg = 0;
 430 }
 431
 432 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a)
 433 {
 434     if (a->top > 1)
 435         return BN_MASK2;
 436     else if (a->top == 1)
 437         return a->d[0];
 438     /* a->top == 0 */
 439     return 0;
 440 }
 441
 442 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
 443 {
 444     bn_check_top(a);
 445     if (bn_expand(a, (int)sizeof(BN_ULONG) * 8) == NULL)
 446         return (0);
 447     a->neg = 0;
 448     a->d[0] = w;
 449     a->top = (w ? 1 : 0);
 450     bn_check_top(a);
 451     return (1);
 452 }
 453
 454 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 455 {
 456     unsigned int i, m;
 457     unsigned int n;
 458     BN_ULONG l;
 459     BIGNUM *bn = NULL;
 460
 461     if (ret == NULL)
 462         ret = bn = BN_new();
 463     if (ret == NULL)
 464         return (NULL);
 465     bn_check_top(ret);
 466     /* Skip leading zero's. */
 467     for ( ; len > 0 && *s == 0; s++, len--)
 468         continue;
 469     n = len;
 470     if (n == 0) {
 471         ret->top = 0;
 472         return (ret);
 473     }
 474     i = ((n - 1) / BN_BYTES) + 1;
 475     m = ((n - 1) % (BN_BYTES));
 476     if (bn_wexpand(ret, (int)i) == NULL) {
 477         BN_free(bn);
 478         return NULL;
 479     }
 480     ret->top = i;
 481     ret->neg = 0;
 482     l = 0;
 483     while (n--) {
 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 /* ignore negative */
 500 static int bn2binpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 501 {
 502     int i;
 503     BN_ULONG l;
 504
 505     bn_check_top(a);
 506     i = BN_num_bytes(a);
 507     if (tolen == -1)
 508         tolen = i;
 509     else if (tolen < i)
 510         return -1;
 511     /* Add leading zeroes if necessary */
 512     if (tolen > i) {
 513         memset(to, 0, tolen - i);
 514         to += tolen - i;
 515     }
 516     while (i--) {
 517         l = a->d[i / BN_BYTES];
 518         *(to++) = (unsigned char)(l >> (8 * (i % BN_BYTES))) & 0xff;
 519     }
 520     return tolen;
 521 }
 522
 523 int BN_bn2binpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 524 {
 525     if (tolen < 0)
 526         return -1;
 527     return bn2binpad(a, to, tolen);
 528 }
 529
 530 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
 531 {
 532     return bn2binpad(a, to, -1);
 533 }
 534
 535 BIGNUM *BN_lebin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 536 {
 537     unsigned int i, m;
 538     unsigned int n;
 539     BN_ULONG l;
 540     BIGNUM *bn = NULL;
 541
 542     if (ret == NULL)
 543         ret = bn = BN_new();
 544     if (ret == NULL)
 545         return (NULL);
 546     bn_check_top(ret);
 547     s += len;
 548     /* Skip trailing zeroes. */
 549     for ( ; len > 0 && s[-1] == 0; s--, len--)
 550         continue;
 551     n = len;
 552     if (n == 0) {
 553         ret->top = 0;
 554         return ret;
 555     }
 556     i = ((n - 1) / BN_BYTES) + 1;
 557     m = ((n - 1) % (BN_BYTES));
 558     if (bn_wexpand(ret, (int)i) == NULL) {
 559         BN_free(bn);
 560         return NULL;
 561     }
 562     ret->top = i;
 563     ret->neg = 0;
 564     l = 0;
 565     while (n--) {
 566         s--;
 567         l = (l << 8L) | *s;
 568         if (m-- == 0) {
 569             ret->d[--i] = l;
 570             l = 0;
 571             m = BN_BYTES - 1;
 572         }
 573     }
 574     /*
 575      * need to call this due to clear byte at top if avoiding having the top
 576      * bit set (-ve number)
 577      */
 578     bn_correct_top(ret);
 579     return ret;
 580 }
 581
 582 int BN_bn2lebinpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 583 {
 584     int i;
 585     BN_ULONG l;
 586     bn_check_top(a);
 587     i = BN_num_bytes(a);
 588     if (tolen < i)
 589         return -1;
 590     /* Add trailing zeroes if necessary */
 591     if (tolen > i)
 592         memset(to + i, 0, tolen - i);
 593     to += i;
 594     while (i--) {
 595         l = a->d[i / BN_BYTES];
 596         to--;
 597         *to = (unsigned char)(l >> (8 * (i % BN_BYTES))) & 0xff;
 598     }
 599     return tolen;
 600 }
 601
 602 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 603 {
 604     int i;
 605     BN_ULONG t1, t2, *ap, *bp;
 606
 607     bn_check_top(a);
 608     bn_check_top(b);
 609
 610     i = a->top - b->top;
 611     if (i != 0)
 612         return (i);
 613     ap = a->d;
 614     bp = b->d;
 615     for (i = a->top - 1; i >= 0; i--) {
 616         t1 = ap[i];
 617         t2 = bp[i];
 618         if (t1 != t2)
 619             return ((t1 > t2) ? 1 : -1);
 620     }
 621     return (0);
 622 }
 623
 624 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 625 {
 626     int i;
 627     int gt, lt;
 628     BN_ULONG t1, t2;
 629
 630     if ((a == NULL) || (b == NULL)) {
 631         if (a != NULL)
 632             return (-1);
 633         else if (b != NULL)
 634             return (1);
 635         else
 636             return (0);
 637     }
 638
 639     bn_check_top(a);
 640     bn_check_top(b);
 641
 642     if (a->neg != b->neg) {
 643         if (a->neg)
 644             return (-1);
 645         else
 646             return (1);
 647     }
 648     if (a->neg == 0) {
 649         gt = 1;
 650         lt = -1;
 651     } else {
 652         gt = -1;
 653         lt = 1;
 654     }
 655
 656     if (a->top > b->top)
 657         return (gt);
 658     if (a->top < b->top)
 659         return (lt);
 660     for (i = a->top - 1; i >= 0; i--) {
 661         t1 = a->d[i];
 662         t2 = b->d[i];
 663         if (t1 > t2)
 664             return (gt);
 665         if (t1 < t2)
 666             return (lt);
 667     }
 668     return (0);
 669 }
 670
 671 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n)
 672 {
 673     int i, j, k;
 674
 675     if (n < 0)
 676         return 0;
 677
 678     i = n / BN_BITS2;
 679     j = n % BN_BITS2;
 680     if (a->top <= i) {
 681         if (bn_wexpand(a, i + 1) == NULL)
 682             return (0);
 683         for (k = a->top; k < i + 1; k++)
 684             a->d[k] = 0;
 685         a->top = i + 1;
 686     }
 687
 688     a->d[i] |= (((BN_ULONG)1) << j);
 689     bn_check_top(a);
 690     return (1);
 691 }
 692
 693 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n)
 694 {
 695     int i, j;
 696
 697     bn_check_top(a);
 698     if (n < 0)
 699         return 0;
 700
 701     i = n / BN_BITS2;
 702     j = n % BN_BITS2;
 703     if (a->top <= i)
 704         return (0);
 705
 706     a->d[i] &= (~(((BN_ULONG)1) << j));
 707     bn_correct_top(a);
 708     return (1);
 709 }
 710
 711 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
 712 {
 713     int i, j;
 714
 715     bn_check_top(a);
 716     if (n < 0)
 717         return 0;
 718     i = n / BN_BITS2;
 719     j = n % BN_BITS2;
 720     if (a->top <= i)
 721         return 0;
 722     return (int)(((a->d[i]) >> j) & ((BN_ULONG)1));
 723 }
 724
 725 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n)
 726 {
 727     int b, w;
 728
 729     bn_check_top(a);
 730     if (n < 0)
 731         return 0;
 732
 733     w = n / BN_BITS2;
 734     b = n % BN_BITS2;
 735     if (w >= a->top)
 736         return 0;
 737     if (b == 0)
 738         a->top = w;
 739     else {
 740         a->top = w + 1;
 741         a->d[w] &= ~(BN_MASK2 << b);
 742     }
 743     bn_correct_top(a);
 744     return (1);
 745 }
 746
 747 void BN_set_negative(BIGNUM *a, int b)
 748 {
 749     if (b && !BN_is_zero(a))
 750         a->neg = 1;
 751     else
 752         a->neg = 0;
 753 }
 754
 755 int bn_cmp_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
 756 {
 757     int i;
 758     BN_ULONG aa, bb;
 759
 760     aa = a[n - 1];
 761     bb = b[n - 1];
 762     if (aa != bb)
 763         return ((aa > bb) ? 1 : -1);
 764     for (i = n - 2; i >= 0; i--) {
 765         aa = a[i];
 766         bb = b[i];
 767         if (aa != bb)
 768             return ((aa > bb) ? 1 : -1);
 769     }
 770     return (0);
 771 }
 772
 773 /*
 774  * Here follows a specialised variants of bn_cmp_words().  It has the
 775  * capability of performing the operation on arrays of different sizes. The
 776  * sizes of those arrays is expressed through cl, which is the common length
 777  * ( basically, min(len(a),len(b)) ), and dl, which is the delta between the
 778  * two lengths, calculated as len(a)-len(b). All lengths are the number of
 779  * BN_ULONGs...
 780  */
 781
 782 int bn_cmp_part_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int cl, int dl)
 783 {
 784     int n, i;
 785     n = cl - 1;
 786
 787     if (dl < 0) {
 788         for (i = dl; i < 0; i++) {
 789             if (b[n - i] != 0)
 790                 return -1;      /* a < b */
 791         }
 792     }
 793     if (dl > 0) {
 794         for (i = dl; i > 0; i--) {
 795             if (a[n + i] != 0)
 796                 return 1;       /* a > b */
 797         }
 798     }
 799     return bn_cmp_words(a, b, cl);
 800 }
 801
 802 /*
 803  * Constant-time conditional swap of a and b.
 804  * a and b are swapped if condition is not 0.  The code assumes that at most one bit of condition is set.
 805  * nwords is the number of words to swap.  The code assumes that at least nwords are allocated in both a and b,
 806  * and that no more than nwords are used by either a or b.
 807  * a and b cannot be the same number
 808  */
 809 void BN_consttime_swap(BN_ULONG condition, BIGNUM *a, BIGNUM *b, int nwords)
 810 {
 811     BN_ULONG t;
 812     int i;
 813
 814     bn_wcheck_size(a, nwords);
 815     bn_wcheck_size(b, nwords);
 816
 817     assert(a != b);
 818     assert((condition & (condition - 1)) == 0);
 819     assert(sizeof(BN_ULONG) >= sizeof(int));
 820
 821     condition = ((condition - 1) >> (BN_BITS2 - 1)) - 1;
 822
 823     t = (a->top ^ b->top) & condition;
 824     a->top ^= t;
 825     b->top ^= t;
 826
 827 #define BN_CONSTTIME_SWAP(ind) \
 828         do { \
 829                 t = (a->d[ind] ^ b->d[ind]) & condition; \
 830                 a->d[ind] ^= t; \
 831                 b->d[ind] ^= t; \
 832         } while (0)
 833
 834     switch (nwords) {
 835     default:
 836         for (i = 10; i < nwords; i++)
 837             BN_CONSTTIME_SWAP(i);
 838         /* Fallthrough */
 839     case 10:
 840         BN_CONSTTIME_SWAP(9);   /* Fallthrough */
 841     case 9:
 842         BN_CONSTTIME_SWAP(8);   /* Fallthrough */
 843     case 8:
 844         BN_CONSTTIME_SWAP(7);   /* Fallthrough */
 845     case 7:
 846         BN_CONSTTIME_SWAP(6);   /* Fallthrough */
 847     case 6:
 848         BN_CONSTTIME_SWAP(5);   /* Fallthrough */
 849     case 5:
 850         BN_CONSTTIME_SWAP(4);   /* Fallthrough */
 851     case 4:
 852         BN_CONSTTIME_SWAP(3);   /* Fallthrough */
 853     case 3:
 854         BN_CONSTTIME_SWAP(2);   /* Fallthrough */
 855     case 2:
 856         BN_CONSTTIME_SWAP(1);   /* Fallthrough */
 857     case 1:
 858         BN_CONSTTIME_SWAP(0);
 859     }
 860 #undef BN_CONSTTIME_SWAP
 861 }
 862
 863 /* Bits of security, see SP800-57 */
 864
 865 int BN_security_bits(int L, int N)
 866 {
 867     int secbits, bits;
 868     if (L >= 15360)
 869         secbits = 256;
 870     else if (L >= 7680)
 871         secbits = 192;
 872     else if (L >= 3072)
 873         secbits = 128;
 874     else if (L >= 2048)
 875         secbits = 112;
 876     else if (L >= 1024)
 877         secbits = 80;
 878     else
 879         return 0;
 880     if (N == -1)
 881         return secbits;
 882     bits = N / 2;
 883     if (bits < 80)
 884         return 0;
 885     return bits >= secbits ? secbits : bits;
 886 }
 887
 888 void BN_zero_ex(BIGNUM *a)
 889 {
 890     a->top = 0;
 891     a->neg = 0;
 892 }
 893
 894 int BN_abs_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w)
 895 {
 896     return ((a->top == 1) && (a->d[0] == w)) || ((w == 0) && (a->top == 0));
 897 }
 898
 899 int BN_is_zero(const BIGNUM *a)
 900 {
 901     return a->top == 0;
 902 }
 903
 904 int BN_is_one(const BIGNUM *a)
 905 {
 906     return BN_abs_is_word(a, 1) && !a->neg;
 907 }
 908
 909 int BN_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w)
 910 {
 911     return BN_abs_is_word(a, w) && (!w || !a->neg);
 912 }
 913
 914 int BN_is_odd(const BIGNUM *a)
 915 {
 916     return (a->top > 0) && (a->d[0] & 1);
 917 }
 918
 919 int BN_is_negative(const BIGNUM *a)
 920 {
 921     return (a->neg != 0);
 922 }
 923
 924 int BN_to_montgomery(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
 925                      BN_CTX *ctx)
 926 {
 927     return BN_mod_mul_montgomery(r, a, &(mont->RR), mont, ctx);
 928 }
 929
 930 void BN_with_flags(BIGNUM *dest, const BIGNUM *b, int flags)
 931 {
 932     dest->d = b->d;
 933     dest->top = b->top;
 934     dest->dmax = b->dmax;
 935     dest->neg = b->neg;
 936     dest->flags = ((dest->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 937                    | (b->flags & ~BN_FLG_MALLOCED)
 938                    | BN_FLG_STATIC_DATA | flags);
 939 }
 940
 941 BN_GENCB *BN_GENCB_new(void)
 942 {
 943     BN_GENCB *ret;
 944
 945     if ((ret = OPENSSL_malloc(sizeof(*ret))) == NULL) {
 946         BNerr(BN_F_BN_GENCB_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 947         return (NULL);
 948     }
 949
 950     return ret;
 951 }
 952
 953 void BN_GENCB_free(BN_GENCB *cb)
 954 {
 955     if (cb == NULL)
 956         return;
 957     OPENSSL_free(cb);
 958 }
 959
 960 void BN_set_flags(BIGNUM *b, int n)
 961 {
 962     b->flags |= n;
 963 }
 964
 965 int BN_get_flags(const BIGNUM *b, int n)
 966 {
 967     return b->flags & n;
 968 }
 969
 970 /* Populate a BN_GENCB structure with an "old"-style callback */
 971 void BN_GENCB_set_old(BN_GENCB *gencb, void (*callback) (int, int, void *),
 972                       void *cb_arg)
 973 {
 974     BN_GENCB *tmp_gencb = gencb;
 975     tmp_gencb->ver = 1;
 976     tmp_gencb->arg = cb_arg;
 977     tmp_gencb->cb.cb_1 = callback;
 978 }
 979
 980 /* Populate a BN_GENCB structure with a "new"-style callback */
 981 void BN_GENCB_set(BN_GENCB *gencb, int (*callback) (int, int, BN_GENCB *),
 982                   void *cb_arg)
 983 {
 984     BN_GENCB *tmp_gencb = gencb;
 985     tmp_gencb->ver = 2;
 986     tmp_gencb->arg = cb_arg;
 987     tmp_gencb->cb.cb_2 = callback;
 988 }
 989
 990 void *BN_GENCB_get_arg(BN_GENCB *cb)
 991 {
 992     return cb->arg;
 993 }
 994
 995 BIGNUM *bn_wexpand(BIGNUM *a, int words)
 996 {
 997     return (words <= a->dmax) ? a : bn_expand2(a, words);
 998 }
 999
1000 void bn_correct_top(BIGNUM *a)
1001 {
1002     BN_ULONG *ftl;
1003     int tmp_top = a->top;
1004
1005     if (tmp_top > 0) {
1006         for (ftl = &(a->d[tmp_top]); tmp_top > 0; tmp_top--) {
1007             ftl--;
1008             if (*ftl != 0)
1009                 break;
1010         }
1011         a->top = tmp_top;
1012     }
1013     if (a->top == 0)
1014         a->neg = 0;
1015     bn_pollute(a);
1016 }