/* tfm.c Author: Pekka Riikonen Copyright (C) 2008 Pekka Riikonen This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation; version 2 of the License. This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details. */ /* Original code comes from public domain library tomsfastmath. Any and all changes made to that original code are not in public domain but are copyrighted and licensed as defined above. */ /* We've changed the TFM to support dynamically allocated integers. As good and fast as the TFM is its main flaw is that it uses pre-allocated integers. This doesn't work in real life, unless of course you know exactly how much memory you are going to use and need, or you don't care about how much your program consumes memory. On systems that need to work in environments from few integers to tens of thousands allocated at the same time, the dynamic allocation is the only right way to go to keep the memory consumption in line. It also has the added benefit that there is no artificial limit to integer size. The dynamically allocated integer can be initialized exactly the same way as the original TFM integer. It can be memset'ed to initialize, if needed, but tfm_fp_init should be used. However, tfm_fp_zero must always be called to avoid memory leaks. The integer thus is initialized to no memory at first and will grow automatically. It also supports SilcStack. With SilcStack integer reallocations are very fast and is ideal to use in temp integers that are used only for computations and not for storing integers for a long time. Integers can be copied with tfm_fp_copy and it will automatically allocate memory for the copied integer. The contents of the integer can be directly exchanged by exchanging the pointers with tfm_fp_exch, which is much faster that the copy that must be used in original TFM to do the same. We've also added missing routines like bitwise AND, OR and XOR, sqrt, expt_d and others. */ /* Implementation notes: If result int doesn't have stack set, assure that it doesn't get stack in the process. Often routines tfm_fp_exch temp ints to the result. Make sure the temp doesn't deliver stack to the result. */ #include /* Init to size */ int tfm_fp_init_size(SilcStack stack, tfm_fp_int *a, int size) { SILC_ASSERT(size); if (stack) stack = silc_stack_alloc(size, stack); a->alloc = size + 1; a->dp = silc_scalloc(stack, a->alloc, sizeof(*a->dp)); if (!a->dp) return TFM_FP_MEM; a->used = a->sign = 0; a->stack = stack; return TFM_FP_OKAY; } /* Uninit */ void tfm_fp_zero(tfm_fp_int *a) { silc_sfree(a->stack, a->dp); a->dp = NULL; a->alloc = a->used = a->sign = 0; if (a->stack) silc_stack_free(a->stack); } /* Zeroise */ static inline void tfm_fp_zeroise(tfm_fp_int *a) { if (a->used) memset(a->dp, 0, a->used * sizeof(*a->dp)); a->sign = a->used = 0; } /* Grow integer */ int tfm_fp_grow(tfm_fp_int *a, int size) { void *tmp; if (!size || a->alloc >= size) return TFM_FP_OKAY; size += 1; SILC_LOG_DEBUG(("Grow %p from %d to %d", a, a->alloc, size)); tmp = silc_srealloc(a->stack, a->alloc * sizeof(*a->dp), a->dp, sizeof(*a->dp) * size); if (!tmp) return TFM_FP_MEM; a->dp = tmp; memset(a->dp + a->alloc, 0, (size - a->alloc) * sizeof(*a->dp)); a->alloc = size; return TFM_FP_OKAY; } /* Copy */ int tfm_fp_copy(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b) { if (a == b) return TFM_FP_OKAY; if (b->alloc < a->used) { if (tfm_fp_grow(b, a->used)) return TFM_FP_MEM; } else { memset(b->dp + a->used, 0, (b->alloc - a->used) * sizeof(*b->dp)); } memcpy(b->dp, a->dp, a->used * sizeof(*a->dp)); b->used = a->used; b->sign = a->sign; return TFM_FP_OKAY; } /* Init and copy. Use stack as memory if non-NULL. */ int tfm_fp_init_copy(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, SilcStack stack) { tfm_fp_sinit(stack, a); return tfm_fp_copy(b, a); } /* Simple exchange */ void tfm_fp_exch(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b) { tfm_fp_int t; if (a == b) return; t = *a; *a = *b; *b = t; } /* computes a = 2**b */ int tfm_fp_2expt(tfm_fp_int *a, int b) { int z; /* zero a as per default */ tfm_fp_zeroise (a); if (b < 0) { return TFM_FP_OKAY; } z = b / DIGIT_BIT; /* Grow */ if (tfm_fp_grow(a, z + 1)) return TFM_FP_MEM; /* set the used count of where the bit will go */ a->used = z + 1; /* put the single bit in its place */ a->dp[z] = ((tfm_fp_digit)1) << (b % DIGIT_BIT); return TFM_FP_OKAY; } int tfm_fp_add(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { int sa, sb; /* get sign of both inputs */ sa = a->sign; sb = b->sign; /* handle two cases, not four */ if (sa == sb) { /* both positive or both negative */ /* add their magnitudes, copy the sign */ c->sign = sa; return s_tfm_fp_add (a, b, c); } else { /* one positive, the other negative */ /* subtract the one with the greater magnitude from */ /* the one of the lesser magnitude. The result gets */ /* the sign of the one with the greater magnitude. */ if (tfm_fp_cmp_mag (a, b) == TFM_FP_LT) { c->sign = sb; return s_tfm_fp_sub (b, a, c); } else { c->sign = sa; return s_tfm_fp_sub (a, b, c); } } } /* c = a + b */ int tfm_fp_add_d(tfm_fp_int *a, tfm_fp_digit b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_int tmp; int ret; /* Grow when needed */ if (c->alloc < a->used + 1) if (tfm_fp_grow(c, a->used + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_init(&tmp); if (tfm_fp_set(&tmp, b)) { tfm_fp_zero(&tmp); return TFM_FP_MEM; } ret = tfm_fp_add(a,&tmp,c); tfm_fp_zero(&tmp); return ret; } /* d = a + b (mod c) */ int tfm_fp_addmod(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c, tfm_fp_int *d) { tfm_fp_int tmp; int ret; tfm_fp_init(&tmp); if (tfm_fp_add(a, b, &tmp)) { tfm_fp_zero(&tmp); return TFM_FP_MEM; } ret = tfm_fp_mod(&tmp, c, d); tfm_fp_zero(&tmp); return ret; } int tfm_fp_cmp(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b) { if (a->sign == TFM_FP_NEG && b->sign == TFM_FP_ZPOS) { return TFM_FP_LT; } else if (a->sign == TFM_FP_ZPOS && b->sign == TFM_FP_NEG) { return TFM_FP_GT; } else { /* compare digits */ if (a->sign == TFM_FP_NEG) { /* if negative compare opposite direction */ return tfm_fp_cmp_mag(b, a); } else { return tfm_fp_cmp_mag(a, b); } } } /* compare against a single digit */ int tfm_fp_cmp_d(tfm_fp_int *a, tfm_fp_digit b) { /* compare based on sign */ if ((b && a->used == 0) || a->sign == TFM_FP_NEG) { return TFM_FP_LT; } /* compare based on magnitude */ if (a->used > 1) { return TFM_FP_GT; } /* compare the only digit of a to b */ if (a->dp[0] > b) { return TFM_FP_GT; } else if (a->dp[0] < b) { return TFM_FP_LT; } else { return TFM_FP_EQ; } } int tfm_fp_cmp_mag(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b) { int x; if (a->used > b->used) { return TFM_FP_GT; } else if (a->used < b->used) { return TFM_FP_LT; } else { for (x = a->used - 1; x >= 0; x--) { if (a->dp[x] > b->dp[x]) { return TFM_FP_GT; } else if (a->dp[x] < b->dp[x]) { return TFM_FP_LT; } } } return TFM_FP_EQ; } static const int lnz[16] = { 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0 }; /* Counts the number of lsbs which are zero before the first zero bit */ int tfm_fp_cnt_lsb(tfm_fp_int *a) { int x; tfm_fp_digit q, qq; /* easy out */ if (tfm_fp_iszero(a) == 1) { return 0; } /* scan lower digits until non-zero */ for (x = 0; x < a->used && a->dp[x] == 0; x++); q = a->dp[x]; x *= DIGIT_BIT; /* now scan this digit until a 1 is found */ if ((q & 1) == 0) { do { qq = q & 15; x += lnz[qq]; q >>= 4; } while (qq == 0); } return x; } int tfm_fp_count_bits (tfm_fp_int * a) { int r; tfm_fp_digit q; /* shortcut */ if (a->used == 0) { return 0; } /* get number of digits and add that */ r = (a->used - 1) * DIGIT_BIT; /* take the last digit and count the bits in it */ q = a->dp[a->used - 1]; while (q > ((tfm_fp_digit) 0)) { ++r; q >>= ((tfm_fp_digit) 1); } return r; } /* a/b => cb + d == a */ int tfm_fp_div(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c, tfm_fp_int *d) { tfm_fp_int q, x, y, t1, t2; int n, t, i, norm, neg; SilcStack stack = NULL; /* is divisor zero ? */ if (tfm_fp_iszero (b) == 1) { return TFM_FP_VAL; } /* if a < b then q=0, r = a */ if (tfm_fp_cmp_mag (a, b) == TFM_FP_LT) { if (d != NULL) { if (tfm_fp_copy (a, d)) return TFM_FP_MEM; } if (c != NULL) { tfm_fp_zeroise (c); } return TFM_FP_OKAY; } if (c) stack = c->stack; if (tfm_fp_init_size(stack, &t1, 3)) return TFM_FP_MEM; if (tfm_fp_init_size(stack, &t2, 3)) return TFM_FP_MEM; /* q is exchanged with c, use its stack if present. */ if (tfm_fp_init_size(stack, &q, a->used + 2)) goto err; q.used = a->used + 2; /* If result doesn't have stack assure it doesn't get stack in result, x is exchanged with d. */ if (tfm_fp_init_copy(&x, a, d && d->stack ? a->stack : NULL)) goto err; if (tfm_fp_init_copy(&y, b, b->stack)) goto err; /* fix the sign */ neg = (a->sign == b->sign) ? TFM_FP_ZPOS : TFM_FP_NEG; x.sign = y.sign = TFM_FP_ZPOS; /* normalize both x and y, ensure that y >= b/2, [b == 2**DIGIT_BIT] */ norm = tfm_fp_count_bits(&y) % DIGIT_BIT; if (norm < (int)(DIGIT_BIT-1)) { norm = (DIGIT_BIT-1) - norm; if (tfm_fp_mul_2d (&x, norm, &x)) goto err; if (tfm_fp_mul_2d (&y, norm, &y)) goto err; } else { norm = 0; } /* note hac does 0 based, so if used==5 then its 0,1,2,3,4, e.g. use 4 */ n = x.used - 1; t = y.used - 1; /* while (x >= y*b**n-t) do { q[n-t] += 1; x -= y*b**{n-t} } */ if (tfm_fp_lshd (&y, n - t)) /* y = y*b**{n-t} */ goto err; while (tfm_fp_cmp (&x, &y) != TFM_FP_LT) { ++(q.dp[n - t]); tfm_fp_sub (&x, &y, &x); } /* reset y by shifting it back down */ tfm_fp_rshd (&y, n - t); /* step 3. for i from n down to (t + 1) */ for (i = n; i >= (t + 1); i--) { if (i > x.used) { continue; } /* step 3.1 if xi == yt then set q{i-t-1} to b-1, * otherwise set q{i-t-1} to (xi*b + x{i-1})/yt */ if (x.dp[i] == y.dp[t]) { q.dp[i - t - 1] = ((((tfm_fp_word)1) << DIGIT_BIT) - 1); } else { tfm_fp_word tmp; tmp = ((tfm_fp_word) x.dp[i]) << ((tfm_fp_word) DIGIT_BIT); tmp |= ((tfm_fp_word) x.dp[i - 1]); tmp /= ((tfm_fp_word) y.dp[t]); q.dp[i - t - 1] = (tfm_fp_digit) (tmp); } /* while (q{i-t-1} * (yt * b + y{t-1})) > xi * b**2 + xi-1 * b + xi-2 do q{i-t-1} -= 1; */ q.dp[i - t - 1] = (q.dp[i - t - 1] + 1); do { q.dp[i - t - 1] = (q.dp[i - t - 1] - 1); /* find left hand */ tfm_fp_zeroise (&t1); t1.dp[0] = (t - 1 < 0) ? 0 : y.dp[t - 1]; t1.dp[1] = y.dp[t]; t1.used = 2; if (tfm_fp_mul_d (&t1, q.dp[i - t - 1], &t1)) goto err; /* find right hand */ t2.dp[0] = (i - 2 < 0) ? 0 : x.dp[i - 2]; t2.dp[1] = (i - 1 < 0) ? 0 : x.dp[i - 1]; t2.dp[2] = x.dp[i]; t2.used = 3; } while (tfm_fp_cmp_mag(&t1, &t2) == TFM_FP_GT); /* step 3.3 x = x - q{i-t-1} * y * b**{i-t-1} */ if (tfm_fp_mul_d (&y, q.dp[i - t - 1], &t1)) goto err; if (tfm_fp_lshd (&t1, i - t - 1)) goto err; if (tfm_fp_sub (&x, &t1, &x)) goto err; /* if x < 0 then { x = x + y*b**{i-t-1}; q{i-t-1} -= 1; } */ if (x.sign == TFM_FP_NEG) { if (tfm_fp_copy (&y, &t1)) goto err; if (tfm_fp_lshd (&t1, i - t - 1)) goto err; if (tfm_fp_add (&x, &t1, &x)) goto err; q.dp[i - t - 1] = q.dp[i - t - 1] - 1; } } /* now q is the quotient and x is the remainder * [which we have to normalize] */ /* get sign before writing to c */ x.sign = x.used == 0 ? TFM_FP_ZPOS : a->sign; if (c != NULL) { tfm_fp_clamp (&q); tfm_fp_exch(&q, c); c->sign = neg; } if (d != NULL) { if (tfm_fp_div_2d (&x, norm, &x, NULL)) goto err; /* the following is a kludge, essentially we were seeing the right remainder but with excess digits that should have been zero */ for (i = b->used; i < x.used; i++) { x.dp[i] = 0; } tfm_fp_clamp(&x); tfm_fp_exch(&x, d); } tfm_fp_zero(&q); tfm_fp_zero(&x); tfm_fp_zero(&y); tfm_fp_zero(&t1); tfm_fp_zero(&t2); return TFM_FP_OKAY; err: tfm_fp_zero(&q); tfm_fp_zero(&x); tfm_fp_zero(&y); tfm_fp_zero(&t1); tfm_fp_zero(&t2); return TFM_FP_MEM; } /* b = a/2 */ int tfm_fp_div_2(tfm_fp_int * a, tfm_fp_int * b) { int x, oldused; /* Grow when needed */ if (b->alloc < a->used) if (tfm_fp_grow(b, a->used)) return TFM_FP_MEM; oldused = b->used; b->used = a->used; { register tfm_fp_digit r, rr, *tmpa, *tmpb; /* source alias */ tmpa = a->dp + b->used - 1; /* dest alias */ tmpb = b->dp + b->used - 1; /* carry */ r = 0; for (x = b->used - 1; x >= 0; x--) { /* get the carry for the next iteration */ rr = *tmpa & 1; /* shift the current digit, add in carry and store */ *tmpb-- = (*tmpa-- >> 1) | (r << (DIGIT_BIT - 1)); /* forward carry to next iteration */ r = rr; } /* zero excess digits */ tmpb = b->dp + b->used; for (x = b->used; x < oldused; x++) { *tmpb++ = 0; } } b->sign = a->sign; tfm_fp_clamp (b); return TFM_FP_OKAY; } /* c = a / 2**b */ int tfm_fp_div_2d(tfm_fp_int *a, int b, tfm_fp_int *c, tfm_fp_int *d) { tfm_fp_digit D, r, rr; int x; tfm_fp_int t; /* if the shift count is <= 0 then we do no work */ if (b <= 0) { if (tfm_fp_copy (a, c)) return TFM_FP_MEM; if (d != NULL) { tfm_fp_zeroise (d); } return TFM_FP_OKAY; } tfm_fp_init(&t); /* get the remainder */ if (d != NULL) { if (tfm_fp_mod_2d (a, b, &t)) { tfm_fp_zero(&t); return TFM_FP_MEM; } } /* copy */ if (tfm_fp_copy(a, c)) { tfm_fp_zero(&t); return TFM_FP_MEM; } /* shift by as many digits in the bit count */ if (b >= (int)DIGIT_BIT) { tfm_fp_rshd (c, b / DIGIT_BIT); } /* shift any bit count < DIGIT_BIT */ D = (tfm_fp_digit) (b % DIGIT_BIT); if (D != 0) { register tfm_fp_digit *tmpc, mask, shift; /* mask */ mask = (((tfm_fp_digit)1) << D) - 1; /* shift for lsb */ shift = DIGIT_BIT - D; /* alias */ tmpc = c->dp + (c->used - 1); /* carry */ r = 0; for (x = c->used - 1; x >= 0; x--) { /* get the lower bits of this word in a temp */ rr = *tmpc & mask; /* shift the current word and mix in the carry bits from the previous word */ *tmpc = (*tmpc >> D) | (r << shift); --tmpc; /* set the carry to the carry bits of the current word found above */ r = rr; } } tfm_fp_clamp (c); if (d != NULL) tfm_fp_exch(&t, d); tfm_fp_zero(&t); return TFM_FP_OKAY; } static int s_is_power_of_two(tfm_fp_digit b, int *p) { int x; /* fast return if no power of two */ if ((b==0) || (b & (b-1))) { return 0; } for (x = 0; x < DIGIT_BIT; x++) { if (b == (((tfm_fp_digit)1)< cb + d == a */ int tfm_fp_div_d(tfm_fp_int *a, tfm_fp_digit b, tfm_fp_int *c, tfm_fp_digit *d) { tfm_fp_int q; tfm_fp_word w; tfm_fp_digit t; int ix; /* cannot divide by zero */ if (b == 0) { return TFM_FP_VAL; } /* quick outs */ if (b == 1 || tfm_fp_iszero(a) == 1) { if (d != NULL) { *d = 0; } if (c != NULL) { return tfm_fp_copy(a, c); } return TFM_FP_OKAY; } /* power of two ? */ if (s_is_power_of_two(b, &ix) == 1) { if (d != NULL) { *d = a->dp[0] & ((((tfm_fp_digit)1)<used)) return TFM_FP_MEM; q.used = a->used; q.sign = a->sign; w = 0; for (ix = a->used - 1; ix >= 0; ix--) { w = (w << ((tfm_fp_word)DIGIT_BIT)) | ((tfm_fp_word)a->dp[ix]); if (w >= b) { t = (tfm_fp_digit)(w / b); w -= ((tfm_fp_word)t) * ((tfm_fp_word)b); } else { t = 0; } q.dp[ix] = (tfm_fp_digit)t; } if (d != NULL) { *d = (tfm_fp_digit)w; } if (c != NULL) { tfm_fp_clamp(&q); tfm_fp_exch(&q, c); } tfm_fp_zero(&q); return TFM_FP_OKAY; } /* y = g**x (mod b) * Some restrictions... x must be positive and < b */ static int _tfm_fp_exptmod(tfm_fp_int * G, tfm_fp_int * X, tfm_fp_int * P, tfm_fp_int * Y) { tfm_fp_int M[64], res; tfm_fp_digit buf, mp; int err, bitbuf, bitcpy, bitcnt, mode, digidx, x, y, winsize; /* find window size */ x = tfm_fp_count_bits (X); if (x <= 21) { winsize = 1; } else if (x <= 36) { winsize = 3; } else if (x <= 140) { winsize = 4; } else if (x <= 450) { winsize = 5; } else { winsize = 6; } /* init M array */ memset(M, 0, sizeof(M)); /* now setup montgomery */ if ((err = tfm_fp_montgomery_setup (P, &mp)) != TFM_FP_OKAY) { return err; } /* setup result */ if (tfm_fp_init_size(Y->stack, &res, 1)) return TFM_FP_MEM; /* create M table * * The M table contains powers of the input base, e.g. M[x] = G^x mod P * * The first half of the table is not computed though accept for M[0] and M[1] */ /* now we need R mod m */ tfm_fp_montgomery_calc_normalization (&res, P); /* now set M[1] to G * R mod m */ if (tfm_fp_cmp_mag(P, G) != TFM_FP_GT) { /* G > P so we reduce it first */ if (tfm_fp_mod(G, P, &M[1])) return TFM_FP_MEM; } else { if (tfm_fp_copy(G, &M[1])) return TFM_FP_MEM; } if (tfm_fp_mulmod (&M[1], &res, P, &M[1])) return TFM_FP_MEM; /* compute the value at M[1<<(winsize-1)] by squaring M[1] (winsize-1) times */ if (tfm_fp_copy (&M[1], &M[1 << (winsize - 1)])) return TFM_FP_MEM; for (x = 0; x < (winsize - 1); x++) { if (tfm_fp_sqr (&M[1 << (winsize - 1)], &M[1 << (winsize - 1)])) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_montgomery_reduce (&M[1 << (winsize - 1)], P, mp); } /* create upper table */ for (x = (1 << (winsize - 1)) + 1; x < (1 << winsize); x++) { if (tfm_fp_mul(&M[x - 1], &M[1], &M[x])) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_montgomery_reduce(&M[x], P, mp); } /* set initial mode and bit cnt */ mode = 0; bitcnt = 1; buf = 0; digidx = X->used - 1; bitcpy = 0; bitbuf = 0; for (;;) { /* grab next digit as required */ if (--bitcnt == 0) { /* if digidx == -1 we are out of digits so break */ if (digidx == -1) { break; } /* read next digit and reset bitcnt */ buf = X->dp[digidx--]; bitcnt = (int)DIGIT_BIT; } /* grab the next msb from the exponent */ y = (tfm_fp_digit)(buf >> (DIGIT_BIT - 1)) & 1; buf <<= (tfm_fp_digit)1; /* if the bit is zero and mode == 0 then we ignore it * These represent the leading zero bits before the first 1 bit * in the exponent. Technically this opt is not required but it * does lower the # of trivial squaring/reductions used */ if (mode == 0 && y == 0) { continue; } /* if the bit is zero and mode == 1 then we square */ if (mode == 1 && y == 0) { if (tfm_fp_sqr(&res, &res)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_montgomery_reduce(&res, P, mp); continue; } /* else we add it to the window */ bitbuf |= (y << (winsize - ++bitcpy)); mode = 2; if (bitcpy == winsize) { /* ok window is filled so square as required and multiply */ /* square first */ for (x = 0; x < winsize; x++) { if (tfm_fp_sqr(&res, &res)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_montgomery_reduce(&res, P, mp); } /* then multiply */ if (tfm_fp_mul(&res, &M[bitbuf], &res)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_montgomery_reduce(&res, P, mp); /* empty window and reset */ bitcpy = 0; bitbuf = 0; mode = 1; } } /* if bits remain then square/multiply */ if (mode == 2 && bitcpy > 0) { /* square then multiply if the bit is set */ for (x = 0; x < bitcpy; x++) { if (tfm_fp_sqr(&res, &res)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_montgomery_reduce(&res, P, mp); /* get next bit of the window */ bitbuf <<= 1; if ((bitbuf & (1 << winsize)) != 0) { /* then multiply */ if (tfm_fp_mul(&res, &M[1], &res)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_montgomery_reduce(&res, P, mp); } } } /* fixup result if Montgomery reduction is used * recall that any value in a Montgomery system is * actually multiplied by R mod n. So we have * to reduce one more time to cancel out the factor * of R. */ tfm_fp_montgomery_reduce(&res, P, mp); /* swap res with Y */ tfm_fp_exch (&res, Y); tfm_fp_zero(&res); tfm_fp_zero(&M[1]); for (x = 1 << (winsize - 1); x < (1 << winsize); x++) tfm_fp_zero(&M[x]); return TFM_FP_OKAY; } int tfm_fp_exptmod(tfm_fp_int * G, tfm_fp_int * X, tfm_fp_int * P, tfm_fp_int * Y) { tfm_fp_int tmp; int err; /* is X negative? */ if (X->sign == TFM_FP_NEG) { /* yes, copy G and invmod it */ if (tfm_fp_copy(G, &tmp)) return TFM_FP_MEM; if ((err = tfm_fp_invmod(&tmp, P, &tmp)) != TFM_FP_OKAY) { tfm_fp_zero(&tmp); return err; } X->sign = TFM_FP_ZPOS; err = _tfm_fp_exptmod(&tmp, X, P, Y); if (X != Y) { X->sign = TFM_FP_NEG; } return err; } else { /* Positive exponent so just exptmod */ return _tfm_fp_exptmod(G, X, P, Y); } } /* c = (a, b) */ int tfm_fp_gcd(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_int u, v, r; int res = TFM_FP_OKAY; /* either zero than gcd is the largest */ if (tfm_fp_iszero (a) == 1 && tfm_fp_iszero (b) == 0) { tfm_fp_abs (b, c); return TFM_FP_OKAY; } if (tfm_fp_iszero (a) == 0 && tfm_fp_iszero (b) == 1) { tfm_fp_abs (a, c); return TFM_FP_OKAY; } /* optimized. At this point if a == 0 then * b must equal zero too */ if (tfm_fp_iszero (a) == 1) { tfm_fp_zeroise(c); return TFM_FP_OKAY; } /* sort inputs */ if (tfm_fp_cmp_mag(a, b) != TFM_FP_LT) { /* If result doesn't have stack, assure it doesn't get one */ if (tfm_fp_init_copy(&u, a, c->stack ? a->stack : NULL)) return TFM_FP_OKAY; if (tfm_fp_init_copy(&v, b, c->stack ? b->stack : NULL)) return TFM_FP_OKAY; } else { /* If result doesn't have stack, assure it doesn't get one */ if (tfm_fp_init_copy(&u, b, c->stack ? b->stack : NULL)) return TFM_FP_OKAY; if (tfm_fp_init_copy(&v, a, c->stack ? a->stack : NULL)) return TFM_FP_OKAY; } tfm_fp_init(&r); while (tfm_fp_iszero(&v) == TFM_FP_NO) { if ((res = tfm_fp_mod(&u, &v, &r))) goto out; tfm_fp_exch(&v, &u); tfm_fp_exch(&r, &v); } tfm_fp_exch(&u, c); out: tfm_fp_zero(&r); tfm_fp_zero(&u); tfm_fp_zero(&v); return res; } static int tfm_fp_invmod_slow (tfm_fp_int * a, tfm_fp_int * b, tfm_fp_int * c) { tfm_fp_int x, y, u, v, A, B, C, D; int res, ret = TFM_FP_MEM; /* b cannot be negative */ if (b->sign == TFM_FP_NEG || tfm_fp_iszero(b) == 1) { return TFM_FP_VAL; } /* init temps */ tfm_fp_init(&x); tfm_fp_init(&y); tfm_fp_init(&u); tfm_fp_init(&v); tfm_fp_init(&A); tfm_fp_init(&B); tfm_fp_init(&C); tfm_fp_init(&D); /* x = a, y = b */ if ((res = tfm_fp_mod(a, b, &x)) != TFM_FP_OKAY) goto err; if (tfm_fp_copy(b, &y)) goto err; /* 2. [modified] if x,y are both even then return an error! */ if (tfm_fp_iseven (&x) == 1 && tfm_fp_iseven (&y) == 1) { return TFM_FP_VAL; } /* 3. u=x, v=y, A=1, B=0, C=0,D=1 */ if (tfm_fp_copy (&x, &u)) goto err; if (tfm_fp_copy (&y, &v)) goto err; if (tfm_fp_set (&A, 1)) goto err; if (tfm_fp_set (&D, 1)) goto err; top: /* 4. while u is even do */ while (tfm_fp_iseven (&u) == 1) { /* 4.1 u = u/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&u, &u)) goto err; /* 4.2 if A or B is odd then */ if (tfm_fp_isodd (&A) == 1 || tfm_fp_isodd (&B) == 1) { /* A = (A+y)/2, B = (B-x)/2 */ if (tfm_fp_add (&A, &y, &A)) goto err; if (tfm_fp_sub (&B, &x, &B)) goto err; } /* A = A/2, B = B/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&A, &A)) goto err; if (tfm_fp_div_2 (&B, &B)) goto err; } /* 5. while v is even do */ while (tfm_fp_iseven (&v) == 1) { /* 5.1 v = v/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&v, &v)) goto err; /* 5.2 if C or D is odd then */ if (tfm_fp_isodd (&C) == 1 || tfm_fp_isodd (&D) == 1) { /* C = (C+y)/2, D = (D-x)/2 */ if (tfm_fp_add (&C, &y, &C)) goto err; if (tfm_fp_sub (&D, &x, &D)) goto err; } /* C = C/2, D = D/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&C, &C)) goto err; if (tfm_fp_div_2 (&D, &D)) goto err; } /* 6. if u >= v then */ if (tfm_fp_cmp (&u, &v) != TFM_FP_LT) { /* u = u - v, A = A - C, B = B - D */ if (tfm_fp_sub (&u, &v, &u)) goto err; if (tfm_fp_sub (&A, &C, &A)) goto err; if (tfm_fp_sub (&B, &D, &B)) goto err; } else { /* v - v - u, C = C - A, D = D - B */ if (tfm_fp_sub (&v, &u, &v)) goto err; if (tfm_fp_sub (&C, &A, &C)) goto err; if (tfm_fp_sub (&D, &B, &D)) goto err; } /* if not zero goto step 4 */ if (tfm_fp_iszero (&u) == 0) goto top; /* now a = C, b = D, gcd == g*v */ /* if v != 1 then there is no inverse */ if (tfm_fp_cmp_d (&v, 1) != TFM_FP_EQ) { ret = TFM_FP_VAL; goto err; } /* if its too low */ while (tfm_fp_cmp_d(&C, 0) == TFM_FP_LT) { if (tfm_fp_add(&C, b, &C)) goto err; } /* too big */ while (tfm_fp_cmp_mag(&C, b) != TFM_FP_LT) { if (tfm_fp_sub(&C, b, &C)) goto err; } /* C is now the inverse */ tfm_fp_exch(&C, c); tfm_fp_zero(&x); tfm_fp_zero(&y); tfm_fp_zero(&u); tfm_fp_zero(&v); tfm_fp_zero(&A); tfm_fp_zero(&B); tfm_fp_zero(&C); tfm_fp_zero(&D); return TFM_FP_OKAY; err: tfm_fp_zero(&x); tfm_fp_zero(&y); tfm_fp_zero(&u); tfm_fp_zero(&v); tfm_fp_zero(&A); tfm_fp_zero(&B); tfm_fp_zero(&C); tfm_fp_zero(&D); return ret; } /* c = 1/a (mod b) for odd b only */ int tfm_fp_invmod(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_int x, y, u, v, B, D; int neg, ret = TFM_FP_MEM; /* 2. [modified] b must be odd */ if (tfm_fp_iseven (b) == TFM_FP_YES) { return tfm_fp_invmod_slow(a,b,c); } /* init all our temps */ tfm_fp_init(&x); tfm_fp_init(&y); tfm_fp_init(&u); tfm_fp_init(&v); tfm_fp_init(&B); tfm_fp_init(&D); /* x == modulus, y == value to invert */ if (tfm_fp_copy(b, &x)) goto err; /* we need y = |a| */ tfm_fp_abs(a, &y); /* 3. u=x, v=y, A=1, B=0, C=0,D=1 */ if (tfm_fp_copy(&x, &u)) goto err; if (tfm_fp_copy(&y, &v)) goto err; if (tfm_fp_set (&D, 1)) goto err; top: /* 4. while u is even do */ while (tfm_fp_iseven (&u) == TFM_FP_YES) { /* 4.1 u = u/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&u, &u)) goto err; /* 4.2 if B is odd then */ if (tfm_fp_isodd (&B) == TFM_FP_YES) { if (tfm_fp_sub (&B, &x, &B)) goto err; } /* B = B/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&B, &B)) goto err; } /* 5. while v is even do */ while (tfm_fp_iseven (&v) == TFM_FP_YES) { /* 5.1 v = v/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&v, &v)) goto err; /* 5.2 if D is odd then */ if (tfm_fp_isodd (&D) == TFM_FP_YES) { /* D = (D-x)/2 */ if (tfm_fp_sub (&D, &x, &D)) goto err; } /* D = D/2 */ if (tfm_fp_div_2 (&D, &D)) goto err; } /* 6. if u >= v then */ if (tfm_fp_cmp (&u, &v) != TFM_FP_LT) { /* u = u - v, B = B - D */ if (tfm_fp_sub (&u, &v, &u)) goto err; if (tfm_fp_sub (&B, &D, &B)) goto err; } else { /* v - v - u, D = D - B */ if (tfm_fp_sub (&v, &u, &v)) goto err; if (tfm_fp_sub (&D, &B, &D)) goto err; } /* if not zero goto step 4 */ if (tfm_fp_iszero (&u) == TFM_FP_NO) { goto top; } /* now a = C, b = D, gcd == g*v */ /* if v != 1 then there is no inverse */ if (tfm_fp_cmp_d (&v, 1) != TFM_FP_EQ) { ret = TFM_FP_VAL; goto err; } /* b is now the inverse */ neg = a->sign; while (D.sign == TFM_FP_NEG) { if (tfm_fp_add (&D, b, &D)) goto err; } tfm_fp_exch (&D, c); c->sign = neg; tfm_fp_zero(&x); tfm_fp_zero(&y); tfm_fp_zero(&u); tfm_fp_zero(&v); tfm_fp_zero(&B); tfm_fp_zero(&D); return TFM_FP_OKAY; err: tfm_fp_zero(&x); tfm_fp_zero(&y); tfm_fp_zero(&u); tfm_fp_zero(&v); tfm_fp_zero(&B); tfm_fp_zero(&D); return ret; } /* c = [a, b] */ int tfm_fp_lcm(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_int t1, t2; int res; tfm_fp_init(&t1); tfm_fp_init(&t2); if ((res = tfm_fp_gcd(a, b, &t1))) goto out; if (tfm_fp_cmp_mag(a, b) == TFM_FP_GT) { if ((res = tfm_fp_div(a, &t1, &t2, NULL))) goto out; res = tfm_fp_mul(b, &t2, c); } else { if ((res = tfm_fp_div(b, &t1, &t2, NULL))) res = tfm_fp_mul(a, &t2, c); } out: tfm_fp_zero(&t1); tfm_fp_zero(&t2); return res; } int tfm_fp_lshd(tfm_fp_int *a, int x) { int y; /* Grow when needed */ if (a->alloc < a->used + x) if (tfm_fp_grow(a, a->used + x)) return TFM_FP_MEM; y = a->used + x - 1; /* store new size */ a->used = y + 1; /* move digits */ for (; y >= x; y--) { a->dp[y] = a->dp[y-x]; } /* zero lower digits */ for (; y >= 0; y--) { a->dp[y] = 0; } /* clamp digits */ tfm_fp_clamp(a); return TFM_FP_OKAY; } /* c = a mod b, 0 <= c < b */ int tfm_fp_mod(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_int t; int err; tfm_fp_init(&t); if ((err = tfm_fp_div(a, b, NULL, &t)) != TFM_FP_OKAY) { tfm_fp_zero(&t); return err; } if (t.sign != b->sign) { err = tfm_fp_add(&t, b, c); } else { err = TFM_FP_OKAY; tfm_fp_exch(&t, c); } tfm_fp_zero(&t); return err; } /* c = a mod 2**d */ int tfm_fp_mod_2d(tfm_fp_int *a, int b, tfm_fp_int *c) { int x; /* zero if count less than or equal to zero */ if (b <= 0) { tfm_fp_zeroise(c); return TFM_FP_OKAY; } /* get copy of input */ if (tfm_fp_copy(a, c)) return TFM_FP_MEM; /* if 2**d is larger than we just return */ if (b >= (DIGIT_BIT * a->used)) return TFM_FP_OKAY; /* zero digits above the last digit of the modulus */ for (x = (b / DIGIT_BIT) + ((b % DIGIT_BIT) == 0 ? 0 : 1); x < c->used; x++) { c->dp[x] = 0; } /* clear the digit that is not completely outside/inside the modulus */ c->dp[b / DIGIT_BIT] &= ~((tfm_fp_digit)0) >> (DIGIT_BIT - b); tfm_fp_clamp (c); return TFM_FP_OKAY; } /* c = a mod b, 0 <= c < b */ int tfm_fp_mod_d(tfm_fp_int *a, tfm_fp_digit b, tfm_fp_digit *c) { return tfm_fp_div_d(a, b, NULL, c); } /* computes a = B**n mod b without division or multiplication useful for * normalizing numbers in a Montgomery system. */ int tfm_fp_montgomery_calc_normalization(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b) { int x, bits; /* how many bits of last digit does b use */ bits = tfm_fp_count_bits (b) % DIGIT_BIT; if (!bits) bits = DIGIT_BIT; /* compute A = B^(n-1) * 2^(bits-1) */ if (b->used > 1) { if (tfm_fp_2expt (a, (b->used - 1) * DIGIT_BIT + bits - 1)) return TFM_FP_MEM; } else { if (tfm_fp_set(a, 1)) return TFM_FP_MEM; bits = 1; } /* now compute C = A * B mod b */ for (x = bits - 1; x < (int)DIGIT_BIT; x++) { if (tfm_fp_mul_2 (a, a)) return TFM_FP_MEM; if (tfm_fp_cmp_mag (a, b) != TFM_FP_LT) { if (s_tfm_fp_sub (a, b, a)) return TFM_FP_MEM; } } return TFM_FP_OKAY; } /******************************************************************/ #if defined(TFM_X86) && !defined(TFM_SSE2) /* x86-32 code */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ asm( \ "movl %5,%%eax \n\t" \ "mull %4 \n\t" \ "addl %1,%%eax \n\t" \ "adcl $0,%%edx \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl $0,%%edx \n\t" \ "movl %%edx,%1 \n\t" \ :"=g"(_c[LO]), "=r"(cy) \ :"0"(_c[LO]), "1"(cy), "g"(mu), "g"(*tmpm++) \ : "%eax", "%edx", "%cc") #define PROPCARRY \ asm( \ "addl %1,%0 \n\t" \ "setb %%al \n\t" \ "movzbl %%al,%1 \n\t" \ :"=g"(_c[LO]), "=r"(cy) \ :"0"(_c[LO]), "1"(cy) \ : "%eax", "%cc") /******************************************************************/ #elif defined(TFM_X86_64) /* x86-64 code */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ asm( \ "movq %5,%%rax \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %1,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "addq %%rax,%0 \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ :"=g"(_c[LO]), "=r"(cy) \ :"0"(_c[LO]), "1"(cy), "r"(mu), "r"(*tmpm++) \ : "%rax", "%rdx", "%cc") #define INNERMUL8 \ asm( \ "movq 0(%5),%%rax \n\t" \ "movq 0(%2),%%r10 \n\t" \ "movq 0x8(%5),%%r11 \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq 0x8(%2),%%r10 \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ "movq %%r11,%%rax \n\t" \ "movq 0x10(%5),%%r11 \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq 0x10(%2),%%r10 \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0x8(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ "movq %%r11,%%rax \n\t" \ "movq 0x18(%5),%%r11 \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq 0x18(%2),%%r10 \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0x10(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ "movq %%r11,%%rax \n\t" \ "movq 0x20(%5),%%r11 \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq 0x20(%2),%%r10 \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0x18(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ "movq %%r11,%%rax \n\t" \ "movq 0x28(%5),%%r11 \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq 0x28(%2),%%r10 \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0x20(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ "movq %%r11,%%rax \n\t" \ "movq 0x30(%5),%%r11 \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq 0x30(%2),%%r10 \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0x28(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ "movq %%r11,%%rax \n\t" \ "movq 0x38(%5),%%r11 \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq 0x38(%2),%%r10 \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0x30(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ "movq %%r11,%%rax \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "addq %%r10,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "addq %3,%%rax \n\t" \ "adcq $0,%%rdx \n\t" \ "movq %%rax,0x38(%0) \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ \ :"=r"(_c), "=r"(cy) \ : "0"(_c), "1"(cy), "g"(mu), "r"(tmpm)\ : "%rax", "%rdx", "%r10", "%r11", "%cc") #define PROPCARRY \ asm( \ "addq %1,%0 \n\t" \ "setb %%al \n\t" \ "movzbq %%al,%1 \n\t" \ :"=g"(_c[LO]), "=r"(cy) \ :"0"(_c[LO]), "1"(cy) \ : "%rax", "%cc") /******************************************************************/ #elif defined(TFM_SSE2) /* SSE2 code (assumes 32-bit tfm_fp_digits) */ /* XMM register assignments: * xmm0 *tmpm++, then Mu * (*tmpm++) * xmm1 c[x], then Mu * xmm2 mp * xmm3 cy * xmm4 _c[LO] */ #define MONT_START \ asm("movd %0,%%mm2"::"g"(mp)) #define MONT_FINI \ asm("emms") #define LOOP_START \ asm( \ "movd %0,%%mm1 \n\t" \ "pxor %%mm3,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm2,%%mm1 \n\t" \ :: "g"(c[x])) /* pmuludq on mmx registers does a 32x32->64 multiply. */ #define INNERMUL \ asm( \ "movd %1,%%mm4 \n\t" \ "movd %2,%%mm0 \n\t" \ "paddq %%mm4,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm0 \n\t" \ "paddq %%mm0,%%mm3 \n\t" \ "movd %%mm3,%0 \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ :"=g"(_c[LO]) : "0"(_c[LO]), "g"(*tmpm++) ); #define INNERMUL8 \ asm( \ "movd 0(%1),%%mm4 \n\t" \ "movd 0(%2),%%mm0 \n\t" \ "paddq %%mm4,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm0 \n\t" \ "movd 4(%2),%%mm5 \n\t" \ "paddq %%mm0,%%mm3 \n\t" \ "movd 4(%1),%%mm6 \n\t" \ "movd %%mm3,0(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ \ "paddq %%mm6,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm5 \n\t" \ "movd 8(%2),%%mm6 \n\t" \ "paddq %%mm5,%%mm3 \n\t" \ "movd 8(%1),%%mm7 \n\t" \ "movd %%mm3,4(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ \ "paddq %%mm7,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm6 \n\t" \ "movd 12(%2),%%mm7 \n\t" \ "paddq %%mm6,%%mm3 \n\t" \ "movd 12(%1),%%mm5 \n\t" \ "movd %%mm3,8(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ \ "paddq %%mm5,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm7 \n\t" \ "movd 16(%2),%%mm5 \n\t" \ "paddq %%mm7,%%mm3 \n\t" \ "movd 16(%1),%%mm6 \n\t" \ "movd %%mm3,12(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ \ "paddq %%mm6,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm5 \n\t" \ "movd 20(%2),%%mm6 \n\t" \ "paddq %%mm5,%%mm3 \n\t" \ "movd 20(%1),%%mm7 \n\t" \ "movd %%mm3,16(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ \ "paddq %%mm7,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm6 \n\t" \ "movd 24(%2),%%mm7 \n\t" \ "paddq %%mm6,%%mm3 \n\t" \ "movd 24(%1),%%mm5 \n\t" \ "movd %%mm3,20(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ \ "paddq %%mm5,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm7 \n\t" \ "movd 28(%2),%%mm5 \n\t" \ "paddq %%mm7,%%mm3 \n\t" \ "movd 28(%1),%%mm6 \n\t" \ "movd %%mm3,24(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ \ "paddq %%mm6,%%mm3 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm5 \n\t" \ "paddq %%mm5,%%mm3 \n\t" \ "movd %%mm3,28(%0) \n\t" \ "psrlq $32, %%mm3 \n\t" \ :"=r"(_c) : "0"(_c), "g"(tmpm) ); #define LOOP_END \ asm( "movd %%mm3,%0 \n" :"=r"(cy)) #define PROPCARRY \ asm( \ "addl %1,%0 \n\t" \ "setb %%al \n\t" \ "movzbl %%al,%1 \n\t" \ :"=g"(_c[LO]), "=r"(cy) \ :"0"(_c[LO]), "1"(cy) \ : "%eax", "%cc") /******************************************************************/ #elif defined(TFM_ARM) /* ARMv4 code */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ asm( \ " LDR r0,%1 \n\t" \ " ADDS r0,r0,%0 \n\t" \ " MOVCS %0,#1 \n\t" \ " MOVCC %0,#0 \n\t" \ " UMLAL r0,%0,%3,%4 \n\t" \ " STR r0,%1 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"r"(mu),"r"(*tmpm++),"1"(_c[0]):"r0","%cc"); #define PROPCARRY \ asm( \ " LDR r0,%1 \n\t" \ " ADDS r0,r0,%0 \n\t" \ " STR r0,%1 \n\t" \ " MOVCS %0,#1 \n\t" \ " MOVCC %0,#0 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"1"(_c[0]):"r0","%cc"); /******************************************************************/ #elif defined(TFM_PPC32) /* PPC32 */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ asm( \ " mullw 16,%3,%4 \n\t" \ " mulhwu 17,%3,%4 \n\t" \ " addc 16,16,%0 \n\t" \ " addze 17,17 \n\t" \ " lwz 18,%1 \n\t" \ " addc 16,16,18 \n\t" \ " addze %0,17 \n\t" \ " stw 16,%1 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"r"(mu),"r"(tmpm[0]),"1"(_c[0]):"16", "17", "18","%cc"); ++tmpm; #define PROPCARRY \ asm( \ " lwz 16,%1 \n\t" \ " addc 16,16,%0 \n\t" \ " stw 16,%1 \n\t" \ " xor %0,%0,%0 \n\t" \ " addze %0,%0 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"1"(_c[0]):"16","%cc"); /******************************************************************/ #elif defined(TFM_PPC64) /* PPC64 */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ asm( \ " mulld r16,%3,%4 \n\t" \ " mulhdu r17,%3,%4 \n\t" \ " addc r16,16,%0 \n\t" \ " addze r17,r17 \n\t" \ " ldx r18,0,%1 \n\t" \ " addc r16,r16,r18 \n\t" \ " addze %0,r17 \n\t" \ " sdx r16,0,%1 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"r"(mu),"r"(tmpm[0]),"1"(_c[0]):"r16", "r17", "r18","%cc"); ++tmpm; #define PROPCARRY \ asm( \ " ldx r16,0,%1 \n\t" \ " addc r16,r16,%0 \n\t" \ " sdx r16,0,%1 \n\t" \ " xor %0,%0,%0 \n\t" \ " addze %0,%0 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"1"(_c[0]):"r16","%cc"); /******************************************************************/ #elif defined(TFM_AVR32) /* AVR32 */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ asm( \ " ld.w r2,%1 \n\t" \ " add r2,%0 \n\t" \ " eor r3,r3 \n\t" \ " acr r3 \n\t" \ " macu.d r2,%3,%4 \n\t" \ " st.w %1,r2 \n\t" \ " mov %0,r3 \n\t" \ :"=r"(cy),"=r"(_c):"0"(cy),"r"(mu),"r"(*tmpm++),"1"(_c):"r2","r3"); #define PROPCARRY \ asm( \ " ld.w r2,%1 \n\t" \ " add r2,%0 \n\t" \ " st.w %1,r2 \n\t" \ " eor %0,%0 \n\t" \ " acr %0 \n\t" \ :"=r"(cy),"=r"(&_c[0]):"0"(cy),"1"(&_c[0]):"r2","%cc"); /******************************************************************/ #elif defined(TFM_MIPS) /* MIPS */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ asm( \ " multu %3,%4 \n\t" \ " mflo $12 \n\t" \ " mfhi $13 \n\t" \ " addu $12,$12,%0 \n\t" \ " sltu $10,$12,%0 \n\t" \ " addu $13,$13,$10 \n\t" \ " lw $10,%1 \n\t" \ " addu $12,$12,$10 \n\t" \ " sltu $10,$12,$10 \n\t" \ " addu %0,$13,$10 \n\t" \ " sw $12,%1 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"r"(mu),"r"(tmpm[0]),"1"(_c[0]):"$10","$12","$13"); ++tmpm; #define PROPCARRY \ asm( \ " lw $10,%1 \n\t" \ " addu $10,$10,%0 \n\t" \ " sw $10,%1 \n\t" \ " sltu %0,$10,%0 \n\t" \ :"=r"(cy),"=m"(_c[0]):"0"(cy),"1"(_c[0]):"$10"); /******************************************************************/ #else /* ISO C code */ #define MONT_START #define MONT_FINI #define LOOP_END #define LOOP_START \ mu = c[x] * mp #define INNERMUL \ do { tfm_fp_word t; \ _c[0] = t = ((tfm_fp_word)_c[0] + (tfm_fp_word)cy) + \ (((tfm_fp_word)mu) * ((tfm_fp_word)*tmpm++)); \ cy = (t >> DIGIT_BIT); \ } while (0) #define PROPCARRY \ do { tfm_fp_digit t = _c[0] += cy; cy = (t < cy); } while (0) #endif /******************************************************************/ #define LO 0 #ifdef TFM_SMALL_MONT_SET #include "tfm_fp_mont_small.i" #endif /* computes x/R == x (mod N) via Montgomery Reduction */ int tfm_fp_montgomery_reduce(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *m, tfm_fp_digit mp) { tfm_fp_digit *c, C[TFM_FP_SIZE], *ac = NULL, *_c, *tmpm, mu; int oldused, x, y, pa; /* Grow when needed */ if (a->alloc < m->used + 1) if (tfm_fp_grow(a, m->used + 1)) return TFM_FP_MEM; pa = m->used; /* Allocate more space if we're doing huge computations */ if (2 * pa + 1 >= TFM_FP_SIZE) { ac = silc_smalloc(a->stack, (2 * pa + 1) * sizeof(*c)); if (!ac) return TFM_FP_MEM; c = ac; } else { c = C; } /* copy the input */ oldused = a->used; for (x = 0; x < oldused; x++) { c[x] = a->dp[x]; } #if !defined(USE_MEMSET) for (; x < 2*pa+1; x++) { c[x] = 0; } #endif MONT_START; for (x = 0; x < pa; x++) { tfm_fp_digit cy = 0; /* get Mu for this round */ LOOP_START; _c = c + x; tmpm = m->dp; y = 0; #if (defined(TFM_SSE2) || defined(TFM_X86_64)) for (; y < (pa & ~7); y += 8) { INNERMUL8; _c += 8; tmpm += 8; } #endif for (; y < pa; y++) { INNERMUL; ++_c; } LOOP_END; while (cy) { PROPCARRY; ++_c; } } /* now copy out */ _c = c + pa; tmpm = a->dp; for (x = 0; x < pa+1; x++) { *tmpm++ = *_c++; } for (; x < oldused; x++) { *tmpm++ = 0; } MONT_FINI; a->used = pa+1; tfm_fp_clamp(a); if (ac) silc_sfree(a->stack, ac); /* if A >= m then A = A - m */ if (tfm_fp_cmp_mag (a, m) != TFM_FP_LT) { if (s_tfm_fp_sub (a, m, a)) return TFM_FP_MEM; } return TFM_FP_OKAY; } /* setups the montgomery reduction */ int tfm_fp_montgomery_setup(tfm_fp_int *a, tfm_fp_digit *rho) { tfm_fp_digit x, b; /* fast inversion mod 2**k * * Based on the fact that * * XA = 1 (mod 2**n) => (X(2-XA)) A = 1 (mod 2**2n) * => 2*X*A - X*X*A*A = 1 * => 2*(1) - (1) = 1 */ b = a->dp[0]; if ((b & 1) == 0) { return TFM_FP_VAL; } x = (((b + 2) & 4) << 1) + b; /* here x*a==1 mod 2**4 */ x *= 2 - b * x; /* here x*a==1 mod 2**8 */ x *= 2 - b * x; /* here x*a==1 mod 2**16 */ x *= 2 - b * x; /* here x*a==1 mod 2**32 */ #ifdef TFM_FP_64BIT x *= 2 - b * x; /* here x*a==1 mod 2**64 */ #endif /* rho = -1/m mod b */ *rho = (((tfm_fp_word) 1 << ((tfm_fp_word) DIGIT_BIT)) - ((tfm_fp_word)x)); return TFM_FP_OKAY; } /* c = a * b */ int tfm_fp_mul(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B, tfm_fp_int *C) { int y, yy; y = MAX(A->used, B->used); yy = MIN(A->used, B->used); /* pick a comba (unrolled 4/8/16/32 x or rolled) based on the size of the largest input. We also want to avoid doing excess mults if the inputs are not close to the next power of two. That is, for example, if say y=17 then we would do (32-17)^2 = 225 unneeded multiplications */ #ifdef TFM_SMALL_SET if (y <= 16) { /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < 32 + 1) if (tfm_fp_grow(C, 32 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < 32 + 1) if (tfm_fp_grow(A, 32 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < 32 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 32 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_mul_comba_small(A,B,C); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_MUL20) if (y <= 20) { /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < 40 + 1) if (tfm_fp_grow(C, 40 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < 40 + 1) if (tfm_fp_grow(A, 40 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < 40 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 40 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_mul_comba20(A,B,C); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_MUL24) if (yy >= 16 && y <= 24) { /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < 48 + 1) if (tfm_fp_grow(C, 48 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < 48 + 1) if (tfm_fp_grow(A, 48 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < 48 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 48 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_mul_comba24(A,B,C); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_MUL28) if (yy >= 20 && y <= 28) { /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < 56 + 1) if (tfm_fp_grow(C, 56 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < 56 + 1) if (tfm_fp_grow(A, 56 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < 56 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 56 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_mul_comba28(A,B,C); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_MUL32) if (yy >= 24 && y <= 32) { /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < 64 + 1) if (tfm_fp_grow(C, 64 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < 64 + 1) if (tfm_fp_grow(A, 64 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < 64 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 64 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_mul_comba32(A,B,C); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_MUL48) if (yy >= 40 && y <= 48) { /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < 96 + 1) if (tfm_fp_grow(C, 96 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < 96 + 1) if (tfm_fp_grow(A, 96 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < 96 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 96 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_mul_comba48(A,B,C); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_MUL64) if (yy >= 56 && y <= 64) { /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < 128 + 1) if (tfm_fp_grow(C, 128 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < 128 + 1) if (tfm_fp_grow(A, 128 + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < 128 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 128 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_mul_comba64(A,B,C); return TFM_FP_OKAY; } #endif /* Grow when needed. All mul routines expect the space to be there and that all integers are same size. */ if (C->alloc < (y * 2) + 1) if (tfm_fp_grow(C, (y * 2) + 1)) return TFM_FP_MEM; if (A->alloc < (y * 2) + 1) if (tfm_fp_grow(A, (y * 2) + 1)) return TFM_FP_MEM; if (B->alloc < (y * 2) + 1) if (tfm_fp_grow(B, (y * 2) + 1)) return TFM_FP_MEM; return tfm_fp_mul_comba(A,B,C); } int tfm_fp_mul_2(tfm_fp_int * a, tfm_fp_int * b) { int x, oldused; if (b->alloc <= a->used + 1) if (tfm_fp_grow(b, a->used + 1)) return TFM_FP_MEM; oldused = b->used; b->used = a->used; { register tfm_fp_digit r, rr, *tmpa, *tmpb; /* alias for source */ tmpa = a->dp; /* alias for dest */ tmpb = b->dp; /* carry */ r = 0; for (x = 0; x < a->used; x++) { /* get what will be the *next* carry bit from the * MSB of the current digit */ rr = *tmpa >> ((tfm_fp_digit)(DIGIT_BIT - 1)); /* now shift up this digit, add in the carry [from the previous] */ *tmpb++ = ((*tmpa++ << ((tfm_fp_digit)1)) | r); /* copy the carry that would be from the source * digit into the next iteration */ r = rr; } /* new leading digit? */ if (r != 0) { /* add a MSB which is always 1 at this point */ *tmpb = 1; ++(b->used); } /* now zero any excess digits on the destination * that we didn't write to */ tmpb = b->dp + b->used; for (x = b->used; x < oldused; x++) { *tmpb++ = 0; } } b->sign = a->sign; return TFM_FP_OKAY; } /* c = a * 2**d */ int tfm_fp_mul_2d(tfm_fp_int *a, int b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_digit carry, carrytmp, shift; int x; /* copy it */ if (tfm_fp_copy(a, c)) return TFM_FP_MEM; if (c->alloc < (c->used + b / DIGIT_BIT + 1)) if (tfm_fp_grow(c, c->used + b / DIGIT_BIT + 1)) return TFM_FP_MEM; /* handle whole digits */ if (b >= DIGIT_BIT) { if (tfm_fp_lshd(c, b/DIGIT_BIT)) return TFM_FP_MEM; } b %= DIGIT_BIT; /* shift the digits */ if (b != 0) { carry = 0; shift = DIGIT_BIT - b; for (x = 0; x < c->used; x++) { carrytmp = c->dp[x] >> shift; c->dp[x] = (c->dp[x] << b) + carry; carry = carrytmp; } /* store last carry if room */ if (carry && x < c->alloc) { c->dp[c->used++] = carry; } } tfm_fp_clamp(c); return TFM_FP_OKAY; } #if defined(TFM_PRESCOTT) && defined(TFM_SSE2) #undef TFM_SSE2 #define TFM_X86 #endif /* these are the combas. Worship them. */ #if defined(TFM_X86) /* Generic x86 optimized code */ /* anything you need at the start */ #define COMBA_START /* clear the chaining variables */ #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; /* forward the carry to the next digit */ #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); /* store the first sum */ #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; /* store the second sum [carry] */ #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; /* anything you need at the end */ #define COMBA_FINI /* this should multiply i and j */ #define MULADD(i, j) \ asm( \ "movl %6,%%eax \n\t" \ "mull %7 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "m"(i), "m"(j) :"%eax","%edx","%cc"); #elif defined(TFM_X86_64) /* x86-64 optimized */ /* anything you need at the start */ #define COMBA_START /* clear the chaining variables */ #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; /* forward the carry to the next digit */ #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); /* store the first sum */ #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; /* store the second sum [carry] */ #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; /* anything you need at the end */ #define COMBA_FINI /* this should multiply i and j */ #define MULADD(i, j) \ asm ( \ "movq %6,%%rax \n\t" \ "mulq %7 \n\t" \ "addq %%rax,%0 \n\t" \ "adcq %%rdx,%1 \n\t" \ "adcq $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "g"(i), "g"(j) :"%rax","%rdx","%cc"); #elif defined(TFM_SSE2) /* use SSE2 optimizations */ /* anything you need at the start */ #define COMBA_START /* clear the chaining variables */ #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; /* forward the carry to the next digit */ #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); /* store the first sum */ #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; /* store the second sum [carry] */ #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; /* anything you need at the end */ #define COMBA_FINI \ asm("emms"); /* this should multiply i and j */ #define MULADD(i, j) \ asm( \ "movd %6,%%mm0 \n\t" \ "movd %7,%%mm1 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm0\n\t" \ "movd %%mm0,%%eax \n\t" \ "psrlq $32,%%mm0 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "movd %%mm0,%%eax \n\t" \ "adcl %%eax,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "m"(i), "m"(j) :"%eax","%cc"); #elif defined(TFM_ARM) /* ARM code */ #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI #define MULADD(i, j) \ asm( \ " UMULL r0,r1,%6,%7 \n\t" \ " ADDS %0,%0,r0 \n\t" \ " ADCS %1,%1,r1 \n\t" \ " ADC %2,%2,#0 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j) : "r0", "r1", "%cc"); #elif defined(TFM_PPC32) /* For 32-bit PPC */ #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI /* untested: will mulhwu change the flags? Docs say no */ #define MULADD(i, j) \ asm( \ " mullw 16,%6,%7 \n\t" \ " addc %0,%0,16 \n\t" \ " mulhwu 16,%6,%7 \n\t" \ " adde %1,%1,16 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"16"); #elif defined(TFM_PPC64) /* For 64-bit PPC */ #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI /* untested: will mulhdu change the flags? Docs say no */ #define MULADD(i, j) \ asm( \ " mulld r16,%6,%7 \n\t" \ " addc %0,%0,16 \n\t" \ " mulhdu r16,%6,%7 \n\t" \ " adde %1,%1,16 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"r16"); #elif defined(TFM_AVR32) /* ISO C code */ #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI #define MULADD(i, j) \ asm( \ " mulu.d r2,%6,%7 \n\t"\ " add %0,r2 \n\t"\ " adc %1,%1,r3 \n\t"\ " acr %2 \n\t"\ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"r2","r3"); #elif defined(TFM_MIPS) #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI #define MULADD(i, j) \ asm( \ " multu %6,%7 \n\t" \ " mflo $12 \n\t" \ " mfhi $13 \n\t" \ " addu %0,%0,$12 \n\t" \ " sltu $12,%0,$12 \n\t" \ " addu %1,%1,$13 \n\t" \ " sltu $13,%1,$13 \n\t" \ " addu %1,%1,$12 \n\t" \ " sltu $12,%1,$12 \n\t" \ " addu %2,%2,$13 \n\t" \ " addu %2,%2,$12 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"$12","$13"); #else /* ISO C code */ #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI #define MULADD(i, j) \ do { tfm_fp_word t; \ t = (tfm_fp_word)c0 + ((tfm_fp_word)i) * ((tfm_fp_word)j); c0 = t; \ t = (tfm_fp_word)c1 + (t >> DIGIT_BIT); c1 = t; c2 += t >> DIGIT_BIT; \ } while (0); #endif #ifndef TFM_DEFINES /* generic PxQ multiplier */ int tfm_fp_mul_comba(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B, tfm_fp_int *C) { int ix, iy, iz, tx, ty, pa; tfm_fp_digit c0, c1, c2, *tmpx, *tmpy; tfm_fp_int tmp, *dst; SILC_LOG_DEBUG(("Start")); COMBA_START; COMBA_CLEAR; pa = A->used + B->used; if (A == C || B == C) { if (tfm_fp_init_size(C->stack, &tmp, pa)) return TFM_FP_MEM; dst = &tmp; } else { tfm_fp_zeroise(C); dst = C; } for (ix = 0; ix < pa; ix++) { /* get offsets into the two bignums */ ty = MIN(ix, B->used-1); tx = ix - ty; /* setup temp aliases */ tmpx = A->dp + tx; tmpy = B->dp + ty; /* this is the number of times the loop will iterrate, essentially its while (tx++ < a->used && ty-- >= 0) { ... } */ iy = MIN(A->used-tx, ty+1); /* execute loop */ COMBA_FORWARD; for (iz = 0; iz < iy; ++iz) { MULADD(*tmpx++, *tmpy--); } /* store term */ COMBA_STORE(dst->dp[ix]); } COMBA_FINI; dst->used = pa; dst->sign = A->sign ^ B->sign; tfm_fp_clamp(dst); tfm_fp_exch(dst, C); if (A == C || B == C) tfm_fp_zero(&tmp); return TFM_FP_OKAY; } #endif #define TFM_DEFINES #ifdef TFM_MUL20 void tfm_fp_mul_comba20(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B, tfm_fp_int *C) { tfm_fp_digit c0, c1, c2, at[40]; SILC_LOG_DEBUG(("Start")); memcpy(at, A->dp, 20 * sizeof(tfm_fp_digit)); memcpy(at+20, B->dp, 20 * sizeof(tfm_fp_digit)); COMBA_START; COMBA_CLEAR; /* 0 */ MULADD(at[0], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[0]); /* 1 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[21]); MULADD(at[1], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[1]); /* 2 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[22]); MULADD(at[1], at[21]); MULADD(at[2], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[2]); /* 3 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[23]); MULADD(at[1], at[22]); MULADD(at[2], at[21]); MULADD(at[3], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[3]); /* 4 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[24]); MULADD(at[1], at[23]); MULADD(at[2], at[22]); MULADD(at[3], at[21]); MULADD(at[4], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[4]); /* 5 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[25]); MULADD(at[1], at[24]); MULADD(at[2], at[23]); MULADD(at[3], at[22]); MULADD(at[4], at[21]); MULADD(at[5], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[5]); /* 6 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[26]); MULADD(at[1], at[25]); MULADD(at[2], at[24]); MULADD(at[3], at[23]); MULADD(at[4], at[22]); MULADD(at[5], at[21]); MULADD(at[6], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[6]); /* 7 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[27]); MULADD(at[1], at[26]); MULADD(at[2], at[25]); MULADD(at[3], at[24]); MULADD(at[4], at[23]); MULADD(at[5], at[22]); MULADD(at[6], at[21]); MULADD(at[7], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[7]); /* 8 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[28]); MULADD(at[1], at[27]); MULADD(at[2], at[26]); MULADD(at[3], at[25]); MULADD(at[4], at[24]); MULADD(at[5], at[23]); MULADD(at[6], at[22]); MULADD(at[7], at[21]); MULADD(at[8], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[8]); /* 9 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[29]); MULADD(at[1], at[28]); MULADD(at[2], at[27]); MULADD(at[3], at[26]); MULADD(at[4], at[25]); MULADD(at[5], at[24]); MULADD(at[6], at[23]); MULADD(at[7], at[22]); MULADD(at[8], at[21]); MULADD(at[9], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[9]); /* 10 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[30]); MULADD(at[1], at[29]); MULADD(at[2], at[28]); MULADD(at[3], at[27]); MULADD(at[4], at[26]); MULADD(at[5], at[25]); MULADD(at[6], at[24]); MULADD(at[7], at[23]); MULADD(at[8], at[22]); MULADD(at[9], at[21]); MULADD(at[10], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[10]); /* 11 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[31]); MULADD(at[1], at[30]); MULADD(at[2], at[29]); MULADD(at[3], at[28]); MULADD(at[4], at[27]); MULADD(at[5], at[26]); MULADD(at[6], at[25]); MULADD(at[7], at[24]); MULADD(at[8], at[23]); MULADD(at[9], at[22]); MULADD(at[10], at[21]); MULADD(at[11], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[11]); /* 12 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[32]); MULADD(at[1], at[31]); MULADD(at[2], at[30]); MULADD(at[3], at[29]); MULADD(at[4], at[28]); MULADD(at[5], at[27]); MULADD(at[6], at[26]); MULADD(at[7], at[25]); MULADD(at[8], at[24]); MULADD(at[9], at[23]); MULADD(at[10], at[22]); MULADD(at[11], at[21]); MULADD(at[12], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[12]); /* 13 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[33]); MULADD(at[1], at[32]); MULADD(at[2], at[31]); MULADD(at[3], at[30]); MULADD(at[4], at[29]); MULADD(at[5], at[28]); MULADD(at[6], at[27]); MULADD(at[7], at[26]); MULADD(at[8], at[25]); MULADD(at[9], at[24]); MULADD(at[10], at[23]); MULADD(at[11], at[22]); MULADD(at[12], at[21]); MULADD(at[13], at[20]); COMBA_STORE(C->dp[13]); /* 14 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[34]); MULADD(at[1], at[33]); MULADD(at[2], at[32]); MULADD(at[3], at[31]); MULADD(at[4], at[30]); MULADD(at[5], at[29]); MULADD(at[6], at[28]); MULADD(at[7], at[27]); MULADD(at[8], at[26]); 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SILC_LOG_DEBUG(("Start")); memcpy(at, A->dp, 24 * sizeof(tfm_fp_digit)); memcpy(at+24, B->dp, 24 * sizeof(tfm_fp_digit)); COMBA_START; COMBA_CLEAR; /* 0 */ MULADD(at[0], at[24]); COMBA_STORE(C->dp[0]); /* 1 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[25]); MULADD(at[1], at[24]); COMBA_STORE(C->dp[1]); /* 2 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[26]); MULADD(at[1], at[25]); MULADD(at[2], at[24]); COMBA_STORE(C->dp[2]); /* 3 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[27]); MULADD(at[1], at[26]); MULADD(at[2], at[25]); MULADD(at[3], at[24]); COMBA_STORE(C->dp[3]); /* 4 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[28]); MULADD(at[1], at[27]); MULADD(at[2], at[26]); MULADD(at[3], at[25]); MULADD(at[4], at[24]); COMBA_STORE(C->dp[4]); /* 5 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[29]); MULADD(at[1], at[28]); MULADD(at[2], at[27]); MULADD(at[3], at[26]); MULADD(at[4], at[25]); MULADD(at[5], at[24]); COMBA_STORE(C->dp[5]); /* 6 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[30]); MULADD(at[1], at[29]); MULADD(at[2], at[28]); MULADD(at[3], at[27]); 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SILC_LOG_DEBUG(("Start")); switch (MAX(A->used, B->used)) { case 1: memcpy(at, A->dp, 1 * sizeof(tfm_fp_digit)); memcpy(at+1, B->dp, 1 * sizeof(tfm_fp_digit)); COMBA_START; COMBA_CLEAR; /* 0 */ MULADD(at[0], at[1]); COMBA_STORE(C->dp[0]); COMBA_STORE2(C->dp[1]); C->used = 2; C->sign = A->sign ^ B->sign; tfm_fp_clamp(C); COMBA_FINI; break; case 2: memcpy(at, A->dp, 2 * sizeof(tfm_fp_digit)); memcpy(at+2, B->dp, 2 * sizeof(tfm_fp_digit)); COMBA_START; COMBA_CLEAR; /* 0 */ MULADD(at[0], at[2]); COMBA_STORE(C->dp[0]); /* 1 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[3]); MULADD(at[1], at[2]); COMBA_STORE(C->dp[1]); /* 2 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[1], at[3]); COMBA_STORE(C->dp[2]); COMBA_STORE2(C->dp[3]); C->used = 4; C->sign = A->sign ^ B->sign; tfm_fp_clamp(C); COMBA_FINI; break; case 3: memcpy(at, A->dp, 3 * sizeof(tfm_fp_digit)); memcpy(at+3, B->dp, 3 * sizeof(tfm_fp_digit)); COMBA_START; COMBA_CLEAR; /* 0 */ MULADD(at[0], at[3]); COMBA_STORE(C->dp[0]); /* 1 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[4]); 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} if (w != 0) { c->dp[c->used++] = w; ++x; } for (; x < oldused; x++) { c->dp[x] = 0; } tfm_fp_clamp(c); return TFM_FP_OKAY; } /* d = a * b (mod c) */ int tfm_fp_mulmod(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c, tfm_fp_int *d) { tfm_fp_int tmp; int ret; tfm_fp_init(&tmp); if (tfm_fp_mul(a, b, &tmp)) { tfm_fp_zero(&tmp); return TFM_FP_MEM; } ret = tfm_fp_mod(&tmp, c, d); tfm_fp_zero(&tmp); return ret; } int tfm_fp_radix_size(tfm_fp_int *a, int radix, int *size) { int digs; tfm_fp_int t; tfm_fp_digit d; *size = 0; if (radix == 2) { *size = tfm_fp_count_bits(a) + (a->sign ? 1 : 0) + 1; return TFM_FP_OKAY; } /* check range of the radix */ if (radix < 2 || radix > 64) { return TFM_FP_VAL; } /* quick out if its zero */ if (tfm_fp_iszero(a) == 1) { *size = 2; return TFM_FP_OKAY; } if (tfm_fp_init_copy(&t, a, a->stack)) return TFM_FP_MEM; /* if it is negative output a - */ if (t.sign == TFM_FP_NEG) { (*size)++; t.sign = TFM_FP_ZPOS; } digs = 0; while (tfm_fp_iszero (&t) == TFM_FP_NO) { if (tfm_fp_div_d (&t, (tfm_fp_digit) radix, &t, &d)) { tfm_fp_zero(&t); return TFM_FP_MEM; } (*size)++; } /* append a NULL so the string is properly terminated */ (*size)++; tfm_fp_zero(&t); return TFM_FP_OKAY; } /* chars used in radix conversions */ const char *tfm_fp_s_rmap = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz+/"; int tfm_fp_read_radix(tfm_fp_int *a, char *str, int radix) { int y, neg; char ch; /* make sure the radix is ok */ if (radix < 2 || radix > 64) { return TFM_FP_VAL; } /* if the leading digit is a * minus set the sign to negative. */ if (*str == '-') { ++str; neg = TFM_FP_NEG; } else { neg = TFM_FP_ZPOS; } /* set the integer to the default of zero */ tfm_fp_zeroise(a); /* process each digit of the string */ while (*str) { /* if the radix < 36 the conversion is case insensitive * this allows numbers like 1AB and 1ab to represent the same value * [e.g. in hex] */ ch = (char) ((radix < 36) ? toupper (*str) : *str); for (y = 0; y < 64; y++) { if (ch == tfm_fp_s_rmap[y]) { break; } } /* if the char was found in the map * and is less than the given radix add it * to the number, otherwise exit the loop. */ if (y < radix) { if (tfm_fp_mul_d (a, (tfm_fp_digit) radix, a)) return TFM_FP_MEM; if (tfm_fp_add_d (a, (tfm_fp_digit) y, a)) return TFM_FP_MEM; } else { break; } ++str; } /* set the sign only if a != 0 */ if (tfm_fp_iszero(a) != TFM_FP_YES) { a->sign = neg; } return TFM_FP_OKAY; } void tfm_fp_read_unsigned_bin(tfm_fp_int *a, unsigned char *b, int c) { if (a->alloc < 2) if (tfm_fp_grow(a, 2)) return; /* zero the int */ tfm_fp_zeroise(a); /* If we know the endianness of this architecture, and we're using 32-bit tfm_fp_digits, we can optimize this */ #if (defined(ENDIAN_LITTLE) || defined(ENDIAN_BIG)) && !defined(TFM_FP_64BIT) /* But not for both simultaneously */ #if defined(ENDIAN_LITTLE) && defined(ENDIAN_BIG) #error Both ENDIAN_LITTLE and ENDIAN_BIG defined. #endif { unsigned char *pd = (unsigned char *)a->dp; if ((unsigned)c > (TFM_FP_SIZE * sizeof(tfm_fp_digit))) { int excess = c - (TFM_FP_SIZE * sizeof(tfm_fp_digit)); c -= excess; b += excess; } a->used = (c + sizeof(tfm_fp_digit) - 1)/sizeof(tfm_fp_digit); /* read the bytes in */ #ifdef ENDIAN_BIG { /* Use Duff's device to unroll the loop. */ int idx = (c - 1) & ~3; switch (c % 4) { case 0: do { pd[idx+0] = *b++; case 3: pd[idx+1] = *b++; case 2: pd[idx+2] = *b++; case 1: pd[idx+3] = *b++; idx -= 4; } while ((c -= 4) > 0); } } #else for (c -= 1; c >= 0; c -= 1) { pd[c] = *b++; } #endif } #else /* read the bytes in */ for (; c > 0; c--) { tfm_fp_mul_2d (a, 8, a); a->dp[0] |= *b++; a->used += 1; } #endif tfm_fp_clamp (a); } /* reverse an array, used for radix code */ void tfm_fp_reverse (unsigned char *s, int len) { int ix, iy; unsigned char t; ix = 0; iy = len - 1; while (ix < iy) { t = s[ix]; s[ix] = s[iy]; s[iy] = t; ++ix; --iy; } } void tfm_fp_rshd(tfm_fp_int *a, int x) { int y; /* too many digits just zero and return */ if (x >= a->used) { tfm_fp_zero(a); return; } /* shift */ for (y = 0; y < a->used - x; y++) { a->dp[y] = a->dp[y+x]; } /* zero rest */ for (; y < a->used; y++) { a->dp[y] = 0; } /* decrement count */ a->used -= x; tfm_fp_clamp(a); } int tfm_fp_set(tfm_fp_int *a, tfm_fp_digit b) { if (a->used) memset(a->dp, 0, a->used * sizeof(*a->dp)); if (tfm_fp_grow(a, 1)) return TFM_FP_MEM; a->dp[0] = b; a->used = b ? 1 : 0; return TFM_FP_OKAY; } int tfm_fp_signed_bin_size(tfm_fp_int *a) { return 1 + tfm_fp_unsigned_bin_size (a); } /* b = a*a */ int tfm_fp_sqr(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B) { int y; y = A->used; #if defined(TFM_SMALL_SET) if (y <= 16) { if (B->alloc < 32 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 32 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_sqr_comba_small(A,B); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_SQR20) if (y <= 20) { if (B->alloc < 40 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 40 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_sqr_comba20(A,B); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_SQR24) if (y <= 24) { if (B->alloc < 48 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 48 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_sqr_comba24(A,B); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_SQR28) if (y <= 28) { if (B->alloc < 56 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 56 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_sqr_comba28(A,B); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_SQR32) if (y <= 32) { if (B->alloc < 64 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 64 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_sqr_comba32(A,B); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_SQR48) if (y <= 48) { if (B->alloc < 96 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 96 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_sqr_comba48(A,B); return TFM_FP_OKAY; } #endif #if defined(TFM_SQR64) if (y <= 64) { if (B->alloc < 128 + 1) if (tfm_fp_grow(B, 128 + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_sqr_comba64(A,B); return TFM_FP_OKAY; } #endif if (B->alloc < A->used + A->used + 1) if (tfm_fp_grow(B, A->used + A->used + 1)) return TFM_FP_MEM; return tfm_fp_sqr_comba(A, B); } #if defined(TFM_PRESCOTT) && defined(TFM_SSE2) #undef TFM_SSE2 #define TFM_X86 #endif #if defined(TFM_X86) /* x86-32 optimized */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI #define SQRADD(i, j) \ asm( \ "movl %6,%%eax \n\t" \ "mull %%eax \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "m"(i) :"%eax","%edx","%cc"); #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ "movl %6,%%eax \n\t" \ "mull %7 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "m"(i), "m"(j) :"%eax","%edx","%cc"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ "movl %6,%%eax \n\t" \ "mull %7 \n\t" \ "movl %%eax,%0 \n\t" \ "movl %%edx,%1 \n\t" \ "xorl %2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2): "0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "g"(i), "g"(j) :"%eax","%edx","%cc"); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ "movl %6,%%eax \n\t" \ "mull %7 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2): "0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "g"(i), "g"(j) :"%eax","%edx","%cc"); #define SQRADDDB \ asm( \ "addl %6,%0 \n\t" \ "adcl %7,%1 \n\t" \ "adcl %8,%2 \n\t" \ "addl %6,%0 \n\t" \ "adcl %7,%1 \n\t" \ "adcl %8,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2) : "%cc"); #elif defined(TFM_X86_64) /* x86-64 optimized */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI #define SQRADD(i, j) \ asm( \ "movq %6,%%rax \n\t" \ "mulq %%rax \n\t" \ "addq %%rax,%0 \n\t" \ "adcq %%rdx,%1 \n\t" \ "adcq $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "g"(i) :"%rax","%rdx","%cc"); #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ "movq %6,%%rax \n\t" \ "mulq %7 \n\t" \ "addq %%rax,%0 \n\t" \ "adcq %%rdx,%1 \n\t" \ "adcq $0,%2 \n\t" \ "addq %%rax,%0 \n\t" \ "adcq %%rdx,%1 \n\t" \ "adcq $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "g"(i), "g"(j) :"%rax","%rdx","%cc"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ "movq %3,%%rax \n\t" \ "mulq %4 \n\t" \ "movq %%rax,%0 \n\t" \ "movq %%rdx,%1 \n\t" \ "xorq %2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2): "g"(i), "g"(j) :"%rax","%rdx","%cc"); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ "movq %6,%%rax \n\t" \ "mulq %7 \n\t" \ "addq %%rax,%0 \n\t" \ "adcq %%rdx,%1 \n\t" \ "adcq $0,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2): "0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "g"(i), "g"(j) :"%rax","%rdx","%cc"); #define SQRADDDB \ asm( \ "addq %6,%0 \n\t" \ "adcq %7,%1 \n\t" \ "adcq %8,%2 \n\t" \ "addq %6,%0 \n\t" \ "adcq %7,%1 \n\t" \ "adcq %8,%2 \n\t" \ :"=&r"(c0), "=&r"(c1), "=&r"(c2) : "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2) : "%cc"); #elif defined(TFM_SSE2) /* SSE2 Optimized */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI \ asm("emms"); #define SQRADD(i, j) \ asm( \ "movd %6,%%mm0 \n\t" \ "pmuludq %%mm0,%%mm0\n\t" \ "movd %%mm0,%%eax \n\t" \ "psrlq $32,%%mm0 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "movd %%mm0,%%eax \n\t" \ "adcl %%eax,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "m"(i) :"%eax","%cc"); #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ "movd %6,%%mm0 \n\t" \ "movd %7,%%mm1 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm0\n\t" \ "movd %%mm0,%%eax \n\t" \ "psrlq $32,%%mm0 \n\t" \ "movd %%mm0,%%edx \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "m"(i), "m"(j) :"%eax","%edx","%cc"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ "movd %6,%%mm0 \n\t" \ "movd %7,%%mm1 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm0\n\t" \ "movd %%mm0,%0 \n\t" \ "psrlq $32,%%mm0 \n\t" \ "movd %%mm0,%1 \n\t" \ "xorl %2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2): "0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "m"(i), "m"(j)); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ "movd %6,%%mm0 \n\t" \ "movd %7,%%mm1 \n\t" \ "pmuludq %%mm1,%%mm0\n\t" \ "movd %%mm0,%%eax \n\t" \ "psrlq $32,%%mm0 \n\t" \ "movd %%mm0,%%edx \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2): "0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "m"(i), "m"(j) :"%eax","%edx","%cc"); #define SQRADDDB \ asm( \ "addl %6,%0 \n\t" \ "adcl %7,%1 \n\t" \ "adcl %8,%2 \n\t" \ "addl %6,%0 \n\t" \ "adcl %7,%1 \n\t" \ "adcl %8,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2) : "%cc"); #elif defined(TFM_ARM) /* ARM code */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI /* multiplies point i and j, updates carry "c1" and digit c2 */ #define SQRADD(i, j) \ asm( \ " UMULL r0,r1,%6,%6 \n\t" \ " ADDS %0,%0,r0 \n\t" \ " ADCS %1,%1,r1 \n\t" \ " ADC %2,%2,#0 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i) : "r0", "r1", "%cc"); /* for squaring some of the terms are doubled... */ #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ " UMULL r0,r1,%6,%7 \n\t" \ " ADDS %0,%0,r0 \n\t" \ " ADCS %1,%1,r1 \n\t" \ " ADC %2,%2,#0 \n\t" \ " ADDS %0,%0,r0 \n\t" \ " ADCS %1,%1,r1 \n\t" \ " ADC %2,%2,#0 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j) : "r0", "r1", "%cc"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ " UMULL %0,%1,%6,%7 \n\t" \ " SUB %2,%2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2) : "0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i), "r"(j) : "%cc"); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ " UMULL r0,r1,%6,%7 \n\t" \ " ADDS %0,%0,r0 \n\t" \ " ADCS %1,%1,r1 \n\t" \ " ADC %2,%2,#0 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2) : "0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i), "r"(j) : "r0", "r1", "%cc"); #define SQRADDDB \ asm( \ " ADDS %0,%0,%3 \n\t" \ " ADCS %1,%1,%4 \n\t" \ " ADC %2,%2,%5 \n\t" \ " ADDS %0,%0,%3 \n\t" \ " ADCS %1,%1,%4 \n\t" \ " ADC %2,%2,%5 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2), "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2) : "%cc"); #elif defined(TFM_PPC32) /* PPC32 */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI /* multiplies point i and j, updates carry "c1" and digit c2 */ #define SQRADD(i, j) \ asm( \ " mullw 16,%6,%6 \n\t" \ " addc %0,%0,16 \n\t" \ " mulhwu 16,%6,%6 \n\t" \ " adde %1,%1,16 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i):"16","%cc"); /* for squaring some of the terms are doubled... */ #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ " mullw 16,%6,%7 \n\t" \ " mulhwu 17,%6,%7 \n\t" \ " addc %0,%0,16 \n\t" \ " adde %1,%1,17 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ " addc %0,%0,16 \n\t" \ " adde %1,%1,17 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"16", "17","%cc"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ " mullw %0,%6,%7 \n\t" \ " mulhwu %1,%6,%7 \n\t" \ " xor %2,%2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i),"r"(j) : "%cc"); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ " mullw 16,%6,%7 \n\t" \ " addc %0,%0,16 \n\t" \ " mulhwu 16,%6,%7 \n\t" \ " adde %1,%1,16 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i), "r"(j):"16", "%cc"); #define SQRADDDB \ asm( \ " addc %0,%0,%3 \n\t" \ " adde %1,%1,%4 \n\t" \ " adde %2,%2,%5 \n\t" \ " addc %0,%0,%3 \n\t" \ " adde %1,%1,%4 \n\t" \ " adde %2,%2,%5 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2), "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2) : "%cc"); #elif defined(TFM_PPC64) /* PPC64 */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI /* multiplies point i and j, updates carry "c1" and digit c2 */ #define SQRADD(i, j) \ asm( \ " mulld r16,%6,%6 \n\t" \ " addc %0,%0,r16 \n\t" \ " mulhdu r16,%6,%6 \n\t" \ " adde %1,%1,r16 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i):"r16","%cc"); /* for squaring some of the terms are doubled... */ #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ " mulld r16,%6,%7 \n\t" \ " mulhdu r17,%6,%7 \n\t" \ " addc %0,%0,r16 \n\t" \ " adde %1,%1,r17 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ " addc %0,%0,r16 \n\t" \ " adde %1,%1,r17 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"r16", "r17","%cc"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ " mulld %0,%6,%7 \n\t" \ " mulhdu %1,%6,%7 \n\t" \ " xor %2,%2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i),"r"(j) : "%cc"); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ " mulld r16,%6,%7 \n\t" \ " addc %0,%0,r16 \n\t" \ " mulhdu r16,%6,%7 \n\t" \ " adde %1,%1,r16 \n\t" \ " addze %2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i), "r"(j):"r16", "%cc"); #define SQRADDDB \ asm( \ " addc %0,%0,%3 \n\t" \ " adde %1,%1,%4 \n\t" \ " adde %2,%2,%5 \n\t" \ " addc %0,%0,%3 \n\t" \ " adde %1,%1,%4 \n\t" \ " adde %2,%2,%5 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2), "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2) : "%cc"); #elif defined(TFM_AVR32) /* AVR32 */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI /* multiplies point i and j, updates carry "c1" and digit c2 */ #define SQRADD(i, j) \ asm( \ " mulu.d r2,%6,%6 \n\t" \ " add %0,%0,r2 \n\t" \ " adc %1,%1,r3 \n\t" \ " acr %2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i):"r2","r3"); /* for squaring some of the terms are doubled... */ #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ " mulu.d r2,%6,%7 \n\t" \ " add %0,%0,r2 \n\t" \ " adc %1,%1,r3 \n\t" \ " acr %2, \n\t" \ " add %0,%0,r2 \n\t" \ " adc %1,%1,r3 \n\t" \ " acr %2, \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"r2", "r3"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ " mulu.d r2,%6,%7 \n\t" \ " mov %0,r2 \n\t" \ " mov %1,r3 \n\t" \ " eor %2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i),"r"(j) : "r2", "r3"); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ " mulu.d r2,%6,%7 \n\t" \ " add %0,%0,r2 \n\t" \ " adc %1,%1,r3 \n\t" \ " acr %2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i), "r"(j):"r2", "r3"); #define SQRADDDB \ asm( \ " add %0,%0,%3 \n\t" \ " adc %1,%1,%4 \n\t" \ " adc %2,%2,%5 \n\t" \ " add %0,%0,%3 \n\t" \ " adc %1,%1,%4 \n\t" \ " adc %2,%2,%5 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2), "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2) : "%cc"); #elif defined(TFM_MIPS) /* MIPS */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI /* multiplies point i and j, updates carry "c1" and digit c2 */ #define SQRADD(i, j) \ asm( \ " multu %6,%6 \n\t" \ " mflo $12 \n\t" \ " mfhi $13 \n\t" \ " addu %0,%0,$12 \n\t" \ " sltu $12,%0,$12 \n\t" \ " addu %1,%1,$13 \n\t" \ " sltu $13,%1,$13 \n\t" \ " addu %1,%1,$12 \n\t" \ " sltu $12,%1,$12 \n\t" \ " addu %2,%2,$13 \n\t" \ " addu %2,%2,$12 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i):"$12","$13"); /* for squaring some of the terms are doubled... */ #define SQRADD2(i, j) \ asm( \ " multu %6,%7 \n\t" \ " mflo $12 \n\t" \ " mfhi $13 \n\t" \ \ " addu %0,%0,$12 \n\t" \ " sltu $14,%0,$12 \n\t" \ " addu %1,%1,$13 \n\t" \ " sltu $15,%1,$13 \n\t" \ " addu %1,%1,$14 \n\t" \ " sltu $14,%1,$14 \n\t" \ " addu %2,%2,$15 \n\t" \ " addu %2,%2,$14 \n\t" \ \ " addu %0,%0,$12 \n\t" \ " sltu $14,%0,$12 \n\t" \ " addu %1,%1,$13 \n\t" \ " sltu $15,%1,$13 \n\t" \ " addu %1,%1,$14 \n\t" \ " sltu $14,%1,$14 \n\t" \ " addu %2,%2,$15 \n\t" \ " addu %2,%2,$14 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"$12", "$13", "$14", "$15"); #define SQRADDSC(i, j) \ asm( \ " multu %6,%7 \n\t" \ " mflo %0 \n\t" \ " mfhi %1 \n\t" \ " xor %2,%2,%2 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i),"r"(j) : "%cc"); #define SQRADDAC(i, j) \ asm( \ " multu %6,%7 \n\t" \ " mflo $12 \n\t" \ " mfhi $13 \n\t" \ " addu %0,%0,$12 \n\t" \ " sltu $12,%0,$12 \n\t" \ " addu %1,%1,$13 \n\t" \ " sltu $13,%1,$13 \n\t" \ " addu %1,%1,$12 \n\t" \ " sltu $12,%1,$12 \n\t" \ " addu %2,%2,$13 \n\t" \ " addu %2,%2,$12 \n\t" \ :"=r"(sc0), "=r"(sc1), "=r"(sc2):"0"(sc0), "1"(sc1), "2"(sc2), "r"(i), "r"(j):"$12", "$13", "$14"); #define SQRADDDB \ asm( \ " addu %0,%0,%3 \n\t" \ " sltu $10,%0,%3 \n\t" \ " addu %1,%1,$10 \n\t" \ " sltu $10,%1,$10 \n\t" \ " addu %1,%1,%4 \n\t" \ " sltu $11,%1,%4 \n\t" \ " addu %2,%2,$10 \n\t" \ " addu %2,%2,$11 \n\t" \ " addu %2,%2,%5 \n\t" \ \ " addu %0,%0,%3 \n\t" \ " sltu $10,%0,%3 \n\t" \ " addu %1,%1,$10 \n\t" \ " sltu $10,%1,$10 \n\t" \ " addu %1,%1,%4 \n\t" \ " sltu $11,%1,%4 \n\t" \ " addu %2,%2,$10 \n\t" \ " addu %2,%2,$11 \n\t" \ " addu %2,%2,%5 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "r"(sc0), "r"(sc1), "r"(sc2), "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2) : "$10", "$11"); #else #define TFM_ISO /* ISO C portable code */ #define COMBA_START #define CLEAR_CARRY \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define CARRY_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_FINI /* multiplies point i and j, updates carry "c1" and digit c2 */ #define SQRADD(i, j) \ do { tfm_fp_word t; \ t = c0 + ((tfm_fp_word)i) * ((tfm_fp_word)j); c0 = t; \ t = c1 + (t >> DIGIT_BIT); c1 = t; c2 += t >> DIGIT_BIT; \ } while (0); /* for squaring some of the terms are doubled... */ #define SQRADD2(i, j) \ do { tfm_fp_word t; \ t = ((tfm_fp_word)i) * ((tfm_fp_word)j); \ tt = (tfm_fp_word)c0 + t; c0 = tt; \ tt = (tfm_fp_word)c1 + (tt >> DIGIT_BIT); c1 = tt; c2 += tt >> DIGIT_BIT; \ tt = (tfm_fp_word)c0 + t; c0 = tt; \ tt = (tfm_fp_word)c1 + (tt >> DIGIT_BIT); c1 = tt; c2 += tt >> DIGIT_BIT; \ } while (0); #define SQRADDSC(i, j) \ do { tfm_fp_word t; \ t = ((tfm_fp_word)i) * ((tfm_fp_word)j); \ sc0 = (tfm_fp_digit)t; sc1 = (t >> DIGIT_BIT); sc2 = 0; \ } while (0); #define SQRADDAC(i, j) \ do { tfm_fp_word t; \ t = sc0 + ((tfm_fp_word)i) * ((tfm_fp_word)j); sc0 = t; \ t = sc1 + (t >> DIGIT_BIT); sc1 = t; sc2 += t >> DIGIT_BIT; \ } while (0); #define SQRADDDB \ do { tfm_fp_word t; \ t = ((tfm_fp_word)sc0) + ((tfm_fp_word)sc0) + c0; c0 = t; \ t = ((tfm_fp_word)sc1) + ((tfm_fp_word)sc1) + c1 + (t >> DIGIT_BIT); c1 = t; \ c2 = c2 + ((tfm_fp_word)sc2) + ((tfm_fp_word)sc2) + (t >> DIGIT_BIT); \ } while (0); #endif #define TFM_DEFINES #ifdef TFM_SQR20 void tfm_fp_sqr_comba20(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B) { tfm_fp_digit *a, b[40], c0, c1, c2, sc0, sc1, sc2; #ifdef TFM_ISO tfm_fp_word tt; #endif SILC_LOG_DEBUG(("Start")); a = A->dp; COMBA_START; /* clear carries */ CLEAR_CARRY; /* output 0 */ SQRADD(a[0],a[0]); COMBA_STORE(b[0]); /* output 1 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[1]); COMBA_STORE(b[1]); /* output 2 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[2]); SQRADD(a[1], a[1]); COMBA_STORE(b[2]); /* output 3 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[3]); SQRADD2(a[1], a[2]); COMBA_STORE(b[3]); /* output 4 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[4]); SQRADD2(a[1], a[3]); SQRADD(a[2], a[2]); COMBA_STORE(b[4]); /* output 5 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[5]); SQRADDAC(a[1], a[4]); SQRADDAC(a[2], a[3]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[5]); /* output 6 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[6]); SQRADDAC(a[1], a[5]); SQRADDAC(a[2], a[4]); SQRADDDB; SQRADD(a[3], a[3]); COMBA_STORE(b[6]); /* output 7 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[7]); SQRADDAC(a[1], a[6]); SQRADDAC(a[2], a[5]); SQRADDAC(a[3], a[4]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[7]); /* output 8 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[8]); SQRADDAC(a[1], a[7]); SQRADDAC(a[2], a[6]); SQRADDAC(a[3], a[5]); SQRADDDB; SQRADD(a[4], a[4]); COMBA_STORE(b[8]); /* output 9 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[9]); SQRADDAC(a[1], a[8]); SQRADDAC(a[2], a[7]); SQRADDAC(a[3], a[6]); SQRADDAC(a[4], a[5]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[9]); /* output 10 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[10]); SQRADDAC(a[1], a[9]); SQRADDAC(a[2], a[8]); SQRADDAC(a[3], a[7]); SQRADDAC(a[4], a[6]); SQRADDDB; SQRADD(a[5], a[5]); COMBA_STORE(b[10]); /* output 11 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[11]); SQRADDAC(a[1], a[10]); SQRADDAC(a[2], a[9]); SQRADDAC(a[3], a[8]); SQRADDAC(a[4], a[7]); SQRADDAC(a[5], a[6]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[11]); /* output 12 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[12]); SQRADDAC(a[1], a[11]); SQRADDAC(a[2], a[10]); SQRADDAC(a[3], a[9]); SQRADDAC(a[4], a[8]); SQRADDAC(a[5], a[7]); SQRADDDB; SQRADD(a[6], a[6]); COMBA_STORE(b[12]); /* output 13 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[13]); SQRADDAC(a[1], a[12]); SQRADDAC(a[2], a[11]); SQRADDAC(a[3], a[10]); SQRADDAC(a[4], a[9]); SQRADDAC(a[5], a[8]); SQRADDAC(a[6], a[7]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[13]); /* output 14 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[14]); SQRADDAC(a[1], a[13]); SQRADDAC(a[2], a[12]); SQRADDAC(a[3], a[11]); SQRADDAC(a[4], a[10]); SQRADDAC(a[5], a[9]); SQRADDAC(a[6], a[8]); SQRADDDB; SQRADD(a[7], a[7]); COMBA_STORE(b[14]); /* output 15 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[15]); SQRADDAC(a[1], a[14]); SQRADDAC(a[2], a[13]); SQRADDAC(a[3], a[12]); SQRADDAC(a[4], a[11]); SQRADDAC(a[5], a[10]); SQRADDAC(a[6], a[9]); SQRADDAC(a[7], a[8]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[15]); /* output 16 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[16]); SQRADDAC(a[1], a[15]); SQRADDAC(a[2], a[14]); SQRADDAC(a[3], a[13]); SQRADDAC(a[4], a[12]); SQRADDAC(a[5], a[11]); SQRADDAC(a[6], a[10]); SQRADDAC(a[7], a[9]); SQRADDDB; SQRADD(a[8], a[8]); COMBA_STORE(b[16]); /* output 17 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[17]); SQRADDAC(a[1], a[16]); SQRADDAC(a[2], a[15]); SQRADDAC(a[3], a[14]); SQRADDAC(a[4], a[13]); SQRADDAC(a[5], a[12]); SQRADDAC(a[6], a[11]); SQRADDAC(a[7], a[10]); SQRADDAC(a[8], a[9]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[17]); /* output 18 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[18]); SQRADDAC(a[1], a[17]); SQRADDAC(a[2], a[16]); SQRADDAC(a[3], a[15]); SQRADDAC(a[4], a[14]); SQRADDAC(a[5], a[13]); SQRADDAC(a[6], a[12]); SQRADDAC(a[7], a[11]); SQRADDAC(a[8], a[10]); SQRADDDB; SQRADD(a[9], a[9]); COMBA_STORE(b[18]); /* output 19 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[19]); SQRADDAC(a[1], a[18]); SQRADDAC(a[2], a[17]); SQRADDAC(a[3], a[16]); SQRADDAC(a[4], a[15]); SQRADDAC(a[5], a[14]); SQRADDAC(a[6], a[13]); SQRADDAC(a[7], a[12]); SQRADDAC(a[8], a[11]); SQRADDAC(a[9], a[10]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[19]); /* output 20 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[1], a[19]); SQRADDAC(a[2], a[18]); SQRADDAC(a[3], a[17]); SQRADDAC(a[4], a[16]); SQRADDAC(a[5], a[15]); SQRADDAC(a[6], a[14]); SQRADDAC(a[7], a[13]); SQRADDAC(a[8], a[12]); SQRADDAC(a[9], a[11]); SQRADDDB; SQRADD(a[10], a[10]); COMBA_STORE(b[20]); /* output 21 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[2], a[19]); SQRADDAC(a[3], a[18]); SQRADDAC(a[4], a[17]); SQRADDAC(a[5], a[16]); SQRADDAC(a[6], a[15]); SQRADDAC(a[7], a[14]); SQRADDAC(a[8], a[13]); SQRADDAC(a[9], a[12]); SQRADDAC(a[10], a[11]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[21]); /* output 22 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[3], a[19]); SQRADDAC(a[4], a[18]); SQRADDAC(a[5], a[17]); SQRADDAC(a[6], a[16]); SQRADDAC(a[7], a[15]); SQRADDAC(a[8], a[14]); SQRADDAC(a[9], a[13]); SQRADDAC(a[10], a[12]); SQRADDDB; SQRADD(a[11], a[11]); COMBA_STORE(b[22]); /* output 23 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[4], a[19]); SQRADDAC(a[5], a[18]); SQRADDAC(a[6], a[17]); SQRADDAC(a[7], a[16]); SQRADDAC(a[8], a[15]); SQRADDAC(a[9], a[14]); SQRADDAC(a[10], a[13]); SQRADDAC(a[11], a[12]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[23]); /* output 24 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[5], a[19]); SQRADDAC(a[6], a[18]); SQRADDAC(a[7], a[17]); SQRADDAC(a[8], a[16]); SQRADDAC(a[9], a[15]); SQRADDAC(a[10], a[14]); SQRADDAC(a[11], a[13]); SQRADDDB; SQRADD(a[12], a[12]); COMBA_STORE(b[24]); /* output 25 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[6], a[19]); SQRADDAC(a[7], a[18]); SQRADDAC(a[8], a[17]); SQRADDAC(a[9], a[16]); SQRADDAC(a[10], a[15]); SQRADDAC(a[11], a[14]); SQRADDAC(a[12], a[13]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[25]); /* output 26 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[7], a[19]); SQRADDAC(a[8], a[18]); SQRADDAC(a[9], a[17]); SQRADDAC(a[10], a[16]); SQRADDAC(a[11], a[15]); SQRADDAC(a[12], a[14]); SQRADDDB; SQRADD(a[13], a[13]); COMBA_STORE(b[26]); /* output 27 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[8], a[19]); SQRADDAC(a[9], a[18]); SQRADDAC(a[10], a[17]); SQRADDAC(a[11], a[16]); SQRADDAC(a[12], a[15]); SQRADDAC(a[13], a[14]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[27]); /* output 28 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[9], a[19]); SQRADDAC(a[10], a[18]); SQRADDAC(a[11], a[17]); SQRADDAC(a[12], a[16]); SQRADDAC(a[13], a[15]); SQRADDDB; SQRADD(a[14], a[14]); COMBA_STORE(b[28]); /* output 29 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[10], a[19]); SQRADDAC(a[11], a[18]); SQRADDAC(a[12], a[17]); SQRADDAC(a[13], a[16]); SQRADDAC(a[14], a[15]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[29]); /* output 30 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[11], a[19]); SQRADDAC(a[12], a[18]); SQRADDAC(a[13], a[17]); SQRADDAC(a[14], a[16]); SQRADDDB; SQRADD(a[15], a[15]); COMBA_STORE(b[30]); /* output 31 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[12], a[19]); SQRADDAC(a[13], a[18]); SQRADDAC(a[14], a[17]); SQRADDAC(a[15], a[16]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[31]); /* output 32 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[13], a[19]); SQRADDAC(a[14], a[18]); SQRADDAC(a[15], a[17]); SQRADDDB; SQRADD(a[16], a[16]); COMBA_STORE(b[32]); /* output 33 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[14], a[19]); SQRADDAC(a[15], a[18]); SQRADDAC(a[16], a[17]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[33]); /* output 34 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[15], a[19]); SQRADD2(a[16], a[18]); SQRADD(a[17], a[17]); COMBA_STORE(b[34]); /* output 35 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[16], a[19]); SQRADD2(a[17], a[18]); COMBA_STORE(b[35]); /* output 36 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[17], a[19]); SQRADD(a[18], a[18]); COMBA_STORE(b[36]); /* output 37 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[18], a[19]); COMBA_STORE(b[37]); /* output 38 */ CARRY_FORWARD; SQRADD(a[19], a[19]); COMBA_STORE(b[38]); COMBA_STORE2(b[39]); COMBA_FINI; B->used = 40; B->sign = TFM_FP_ZPOS; memcpy(B->dp, b, 40 * sizeof(tfm_fp_digit)); tfm_fp_clamp(B); } #endif #define TFM_DEFINES #ifdef TFM_SQR24 void tfm_fp_sqr_comba24(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B) { tfm_fp_digit *a, b[48], c0, c1, c2, sc0, sc1, sc2; #ifdef TFM_ISO tfm_fp_word tt; #endif SILC_LOG_DEBUG(("Start")); a = A->dp; COMBA_START; /* clear carries */ CLEAR_CARRY; /* output 0 */ SQRADD(a[0],a[0]); COMBA_STORE(b[0]); /* output 1 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[1]); COMBA_STORE(b[1]); /* output 2 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[2]); SQRADD(a[1], a[1]); COMBA_STORE(b[2]); /* output 3 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[3]); SQRADD2(a[1], a[2]); COMBA_STORE(b[3]); /* output 4 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[4]); SQRADD2(a[1], a[3]); SQRADD(a[2], a[2]); COMBA_STORE(b[4]); /* output 5 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[5]); SQRADDAC(a[1], a[4]); SQRADDAC(a[2], a[3]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[5]); /* output 6 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[6]); SQRADDAC(a[1], a[5]); SQRADDAC(a[2], a[4]); SQRADDDB; SQRADD(a[3], a[3]); COMBA_STORE(b[6]); /* output 7 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[7]); SQRADDAC(a[1], a[6]); SQRADDAC(a[2], a[5]); SQRADDAC(a[3], a[4]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[7]); /* output 8 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[8]); SQRADDAC(a[1], a[7]); SQRADDAC(a[2], a[6]); SQRADDAC(a[3], a[5]); SQRADDDB; SQRADD(a[4], a[4]); COMBA_STORE(b[8]); /* output 9 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[9]); SQRADDAC(a[1], a[8]); SQRADDAC(a[2], a[7]); SQRADDAC(a[3], a[6]); SQRADDAC(a[4], a[5]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[9]); /* output 10 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[10]); SQRADDAC(a[1], a[9]); SQRADDAC(a[2], a[8]); SQRADDAC(a[3], a[7]); SQRADDAC(a[4], a[6]); SQRADDDB; SQRADD(a[5], a[5]); COMBA_STORE(b[10]); /* output 11 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[11]); SQRADDAC(a[1], a[10]); SQRADDAC(a[2], a[9]); SQRADDAC(a[3], a[8]); SQRADDAC(a[4], a[7]); SQRADDAC(a[5], a[6]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[11]); /* output 12 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[12]); SQRADDAC(a[1], a[11]); SQRADDAC(a[2], a[10]); SQRADDAC(a[3], a[9]); SQRADDAC(a[4], a[8]); SQRADDAC(a[5], a[7]); SQRADDDB; SQRADD(a[6], a[6]); COMBA_STORE(b[12]); /* output 13 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[13]); SQRADDAC(a[1], a[12]); SQRADDAC(a[2], a[11]); SQRADDAC(a[3], a[10]); SQRADDAC(a[4], a[9]); SQRADDAC(a[5], a[8]); SQRADDAC(a[6], a[7]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[13]); /* output 14 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[14]); SQRADDAC(a[1], a[13]); SQRADDAC(a[2], a[12]); SQRADDAC(a[3], a[11]); SQRADDAC(a[4], a[10]); SQRADDAC(a[5], a[9]); SQRADDAC(a[6], a[8]); SQRADDDB; SQRADD(a[7], a[7]); COMBA_STORE(b[14]); /* output 15 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[15]); SQRADDAC(a[1], a[14]); SQRADDAC(a[2], a[13]); SQRADDAC(a[3], a[12]); SQRADDAC(a[4], a[11]); SQRADDAC(a[5], a[10]); SQRADDAC(a[6], a[9]); SQRADDAC(a[7], a[8]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[15]); /* output 16 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[16]); SQRADDAC(a[1], a[15]); SQRADDAC(a[2], a[14]); SQRADDAC(a[3], a[13]); SQRADDAC(a[4], a[12]); SQRADDAC(a[5], a[11]); SQRADDAC(a[6], a[10]); SQRADDAC(a[7], a[9]); SQRADDDB; SQRADD(a[8], a[8]); COMBA_STORE(b[16]); /* output 17 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[17]); SQRADDAC(a[1], a[16]); SQRADDAC(a[2], a[15]); SQRADDAC(a[3], a[14]); SQRADDAC(a[4], a[13]); SQRADDAC(a[5], a[12]); SQRADDAC(a[6], a[11]); SQRADDAC(a[7], a[10]); SQRADDAC(a[8], a[9]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[17]); /* output 18 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[18]); SQRADDAC(a[1], a[17]); SQRADDAC(a[2], a[16]); SQRADDAC(a[3], a[15]); SQRADDAC(a[4], a[14]); SQRADDAC(a[5], a[13]); SQRADDAC(a[6], a[12]); SQRADDAC(a[7], a[11]); SQRADDAC(a[8], a[10]); SQRADDDB; SQRADD(a[9], a[9]); COMBA_STORE(b[18]); /* output 19 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[19]); SQRADDAC(a[1], a[18]); SQRADDAC(a[2], a[17]); SQRADDAC(a[3], a[16]); SQRADDAC(a[4], a[15]); SQRADDAC(a[5], a[14]); SQRADDAC(a[6], a[13]); SQRADDAC(a[7], a[12]); SQRADDAC(a[8], a[11]); SQRADDAC(a[9], a[10]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[19]); /* output 20 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[20]); SQRADDAC(a[1], a[19]); SQRADDAC(a[2], a[18]); SQRADDAC(a[3], a[17]); SQRADDAC(a[4], a[16]); SQRADDAC(a[5], a[15]); SQRADDAC(a[6], a[14]); SQRADDAC(a[7], a[13]); SQRADDAC(a[8], a[12]); SQRADDAC(a[9], a[11]); SQRADDDB; SQRADD(a[10], a[10]); COMBA_STORE(b[20]); /* output 21 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[21]); SQRADDAC(a[1], a[20]); SQRADDAC(a[2], a[19]); SQRADDAC(a[3], a[18]); SQRADDAC(a[4], a[17]); SQRADDAC(a[5], a[16]); SQRADDAC(a[6], a[15]); SQRADDAC(a[7], a[14]); SQRADDAC(a[8], a[13]); SQRADDAC(a[9], a[12]); SQRADDAC(a[10], a[11]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[21]); /* output 22 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[22]); SQRADDAC(a[1], a[21]); SQRADDAC(a[2], a[20]); SQRADDAC(a[3], a[19]); SQRADDAC(a[4], a[18]); SQRADDAC(a[5], a[17]); SQRADDAC(a[6], a[16]); SQRADDAC(a[7], a[15]); SQRADDAC(a[8], a[14]); SQRADDAC(a[9], a[13]); SQRADDAC(a[10], a[12]); SQRADDDB; SQRADD(a[11], a[11]); COMBA_STORE(b[22]); /* output 23 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[23]); SQRADDAC(a[1], a[22]); SQRADDAC(a[2], a[21]); SQRADDAC(a[3], a[20]); SQRADDAC(a[4], a[19]); SQRADDAC(a[5], a[18]); SQRADDAC(a[6], a[17]); SQRADDAC(a[7], a[16]); SQRADDAC(a[8], a[15]); SQRADDAC(a[9], a[14]); SQRADDAC(a[10], a[13]); SQRADDAC(a[11], a[12]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[23]); /* output 24 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[1], a[23]); SQRADDAC(a[2], a[22]); SQRADDAC(a[3], a[21]); SQRADDAC(a[4], a[20]); SQRADDAC(a[5], a[19]); SQRADDAC(a[6], a[18]); SQRADDAC(a[7], a[17]); SQRADDAC(a[8], a[16]); SQRADDAC(a[9], a[15]); SQRADDAC(a[10], a[14]); SQRADDAC(a[11], a[13]); SQRADDDB; SQRADD(a[12], a[12]); COMBA_STORE(b[24]); /* output 25 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[2], a[23]); SQRADDAC(a[3], a[22]); SQRADDAC(a[4], a[21]); SQRADDAC(a[5], a[20]); SQRADDAC(a[6], a[19]); SQRADDAC(a[7], a[18]); 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COMBA_STORE(b[44]); /* output 45 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[22], a[23]); COMBA_STORE(b[45]); /* output 46 */ CARRY_FORWARD; SQRADD(a[23], a[23]); COMBA_STORE(b[46]); COMBA_STORE2(b[47]); COMBA_FINI; B->used = 48; B->sign = TFM_FP_ZPOS; memcpy(B->dp, b, 48 * sizeof(tfm_fp_digit)); tfm_fp_clamp(B); } #endif #define TFM_DEFINES #ifdef TFM_SQR28 void tfm_fp_sqr_comba28(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B) { tfm_fp_digit *a, b[56], c0, c1, c2, sc0, sc1, sc2; #ifdef TFM_ISO tfm_fp_word tt; #endif SILC_LOG_DEBUG(("Start")); a = A->dp; COMBA_START; /* clear carries */ CLEAR_CARRY; /* output 0 */ SQRADD(a[0],a[0]); COMBA_STORE(b[0]); /* output 1 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[1]); COMBA_STORE(b[1]); /* output 2 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[2]); SQRADD(a[1], a[1]); COMBA_STORE(b[2]); /* output 3 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[3]); SQRADD2(a[1], a[2]); COMBA_STORE(b[3]); /* output 4 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[4]); SQRADD2(a[1], a[3]); SQRADD(a[2], a[2]); COMBA_STORE(b[4]); /* output 5 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[5]); SQRADDAC(a[1], a[4]); SQRADDAC(a[2], a[3]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[5]); /* output 6 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[6]); SQRADDAC(a[1], a[5]); SQRADDAC(a[2], a[4]); SQRADDDB; SQRADD(a[3], a[3]); COMBA_STORE(b[6]); /* output 7 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[7]); SQRADDAC(a[1], a[6]); SQRADDAC(a[2], a[5]); SQRADDAC(a[3], a[4]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[7]); /* output 8 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[8]); SQRADDAC(a[1], a[7]); SQRADDAC(a[2], a[6]); SQRADDAC(a[3], a[5]); SQRADDDB; SQRADD(a[4], a[4]); COMBA_STORE(b[8]); /* output 9 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[9]); SQRADDAC(a[1], a[8]); SQRADDAC(a[2], a[7]); SQRADDAC(a[3], a[6]); SQRADDAC(a[4], a[5]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[9]); /* output 10 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[10]); SQRADDAC(a[1], a[9]); SQRADDAC(a[2], a[8]); SQRADDAC(a[3], a[7]); SQRADDAC(a[4], a[6]); SQRADDDB; SQRADD(a[5], a[5]); COMBA_STORE(b[10]); /* output 11 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[11]); SQRADDAC(a[1], a[10]); SQRADDAC(a[2], a[9]); SQRADDAC(a[3], a[8]); SQRADDAC(a[4], a[7]); SQRADDAC(a[5], a[6]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[11]); /* output 12 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[12]); SQRADDAC(a[1], a[11]); SQRADDAC(a[2], a[10]); SQRADDAC(a[3], a[9]); SQRADDAC(a[4], a[8]); SQRADDAC(a[5], a[7]); SQRADDDB; SQRADD(a[6], a[6]); COMBA_STORE(b[12]); /* output 13 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[13]); SQRADDAC(a[1], a[12]); SQRADDAC(a[2], a[11]); SQRADDAC(a[3], a[10]); SQRADDAC(a[4], a[9]); SQRADDAC(a[5], a[8]); SQRADDAC(a[6], a[7]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[13]); /* output 14 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[14]); SQRADDAC(a[1], a[13]); SQRADDAC(a[2], a[12]); SQRADDAC(a[3], a[11]); SQRADDAC(a[4], a[10]); SQRADDAC(a[5], a[9]); SQRADDAC(a[6], a[8]); SQRADDDB; SQRADD(a[7], a[7]); COMBA_STORE(b[14]); /* output 15 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[15]); SQRADDAC(a[1], a[14]); SQRADDAC(a[2], a[13]); SQRADDAC(a[3], a[12]); SQRADDAC(a[4], a[11]); SQRADDAC(a[5], a[10]); SQRADDAC(a[6], a[9]); SQRADDAC(a[7], a[8]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[15]); /* output 16 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[16]); SQRADDAC(a[1], a[15]); SQRADDAC(a[2], a[14]); SQRADDAC(a[3], a[13]); SQRADDAC(a[4], a[12]); SQRADDAC(a[5], a[11]); SQRADDAC(a[6], a[10]); SQRADDAC(a[7], a[9]); SQRADDDB; SQRADD(a[8], a[8]); COMBA_STORE(b[16]); /* output 17 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[17]); SQRADDAC(a[1], a[16]); SQRADDAC(a[2], a[15]); SQRADDAC(a[3], a[14]); SQRADDAC(a[4], a[13]); SQRADDAC(a[5], a[12]); SQRADDAC(a[6], a[11]); SQRADDAC(a[7], a[10]); SQRADDAC(a[8], a[9]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[17]); /* output 18 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[18]); SQRADDAC(a[1], a[17]); SQRADDAC(a[2], a[16]); SQRADDAC(a[3], a[15]); SQRADDAC(a[4], a[14]); SQRADDAC(a[5], a[13]); SQRADDAC(a[6], a[12]); SQRADDAC(a[7], a[11]); SQRADDAC(a[8], a[10]); SQRADDDB; SQRADD(a[9], a[9]); COMBA_STORE(b[18]); /* output 19 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[19]); SQRADDAC(a[1], a[18]); SQRADDAC(a[2], a[17]); SQRADDAC(a[3], a[16]); SQRADDAC(a[4], a[15]); SQRADDAC(a[5], a[14]); SQRADDAC(a[6], a[13]); 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SQRADDDB; SQRADD(a[11], a[11]); COMBA_STORE(b[22]); /* output 23 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[23]); SQRADDAC(a[1], a[22]); SQRADDAC(a[2], a[21]); SQRADDAC(a[3], a[20]); SQRADDAC(a[4], a[19]); SQRADDAC(a[5], a[18]); SQRADDAC(a[6], a[17]); SQRADDAC(a[7], a[16]); SQRADDAC(a[8], a[15]); SQRADDAC(a[9], a[14]); SQRADDAC(a[10], a[13]); SQRADDAC(a[11], a[12]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[23]); /* output 24 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[24]); SQRADDAC(a[1], a[23]); SQRADDAC(a[2], a[22]); SQRADDAC(a[3], a[21]); SQRADDAC(a[4], a[20]); SQRADDAC(a[5], a[19]); SQRADDAC(a[6], a[18]); SQRADDAC(a[7], a[17]); SQRADDAC(a[8], a[16]); SQRADDAC(a[9], a[15]); SQRADDAC(a[10], a[14]); SQRADDAC(a[11], a[13]); SQRADDDB; SQRADD(a[12], a[12]); COMBA_STORE(b[24]); /* output 25 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[25]); SQRADDAC(a[1], a[24]); SQRADDAC(a[2], a[23]); SQRADDAC(a[3], a[22]); SQRADDAC(a[4], a[21]); SQRADDAC(a[5], a[20]); SQRADDAC(a[6], a[19]); SQRADDAC(a[7], a[18]); SQRADDAC(a[8], a[17]); SQRADDAC(a[9], a[16]); 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SQRADDAC(a[3], a[13]); SQRADDAC(a[4], a[12]); SQRADDAC(a[5], a[11]); SQRADDAC(a[6], a[10]); SQRADDAC(a[7], a[9]); SQRADDDB; SQRADD(a[8], a[8]); COMBA_STORE(b[16]); /* output 17 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[3], a[14]); SQRADDAC(a[4], a[13]); SQRADDAC(a[5], a[12]); SQRADDAC(a[6], a[11]); SQRADDAC(a[7], a[10]); SQRADDAC(a[8], a[9]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[17]); /* output 18 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[4], a[14]); SQRADDAC(a[5], a[13]); SQRADDAC(a[6], a[12]); SQRADDAC(a[7], a[11]); SQRADDAC(a[8], a[10]); SQRADDDB; SQRADD(a[9], a[9]); COMBA_STORE(b[18]); /* output 19 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[5], a[14]); SQRADDAC(a[6], a[13]); SQRADDAC(a[7], a[12]); SQRADDAC(a[8], a[11]); SQRADDAC(a[9], a[10]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[19]); /* output 20 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[6], a[14]); SQRADDAC(a[7], a[13]); SQRADDAC(a[8], a[12]); SQRADDAC(a[9], a[11]); SQRADDDB; SQRADD(a[10], a[10]); COMBA_STORE(b[20]); /* output 21 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[7], a[14]); SQRADDAC(a[8], a[13]); SQRADDAC(a[9], a[12]); SQRADDAC(a[10], a[11]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[21]); /* output 22 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[8], a[14]); SQRADDAC(a[9], a[13]); SQRADDAC(a[10], a[12]); SQRADDDB; SQRADD(a[11], a[11]); COMBA_STORE(b[22]); /* output 23 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[9], a[14]); SQRADDAC(a[10], a[13]); SQRADDAC(a[11], a[12]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[23]); /* output 24 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[10], a[14]); SQRADD2(a[11], a[13]); SQRADD(a[12], a[12]); COMBA_STORE(b[24]); /* output 25 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[11], a[14]); SQRADD2(a[12], a[13]); COMBA_STORE(b[25]); /* output 26 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[12], a[14]); SQRADD(a[13], a[13]); COMBA_STORE(b[26]); /* output 27 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[13], a[14]); COMBA_STORE(b[27]); /* output 28 */ CARRY_FORWARD; SQRADD(a[14], a[14]); COMBA_STORE(b[28]); COMBA_STORE2(b[29]); COMBA_FINI; B->used = 30; B->sign = TFM_FP_ZPOS; memcpy(B->dp, b, 30 * sizeof(tfm_fp_digit)); tfm_fp_clamp(B); break; case 16: a = A->dp; COMBA_START; /* clear carries */ CLEAR_CARRY; /* output 0 */ SQRADD(a[0],a[0]); COMBA_STORE(b[0]); /* output 1 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[1]); COMBA_STORE(b[1]); /* output 2 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[2]); SQRADD(a[1], a[1]); COMBA_STORE(b[2]); /* output 3 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[3]); SQRADD2(a[1], a[2]); COMBA_STORE(b[3]); /* output 4 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[0], a[4]); SQRADD2(a[1], a[3]); SQRADD(a[2], a[2]); COMBA_STORE(b[4]); /* output 5 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[5]); SQRADDAC(a[1], a[4]); SQRADDAC(a[2], a[3]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[5]); /* output 6 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[6]); SQRADDAC(a[1], a[5]); SQRADDAC(a[2], a[4]); SQRADDDB; SQRADD(a[3], a[3]); COMBA_STORE(b[6]); /* output 7 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[7]); SQRADDAC(a[1], a[6]); SQRADDAC(a[2], a[5]); SQRADDAC(a[3], a[4]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[7]); /* output 8 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[8]); SQRADDAC(a[1], a[7]); SQRADDAC(a[2], a[6]); SQRADDAC(a[3], a[5]); SQRADDDB; SQRADD(a[4], a[4]); COMBA_STORE(b[8]); /* output 9 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[9]); SQRADDAC(a[1], a[8]); SQRADDAC(a[2], a[7]); SQRADDAC(a[3], a[6]); SQRADDAC(a[4], a[5]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[9]); /* output 10 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[10]); SQRADDAC(a[1], a[9]); SQRADDAC(a[2], a[8]); SQRADDAC(a[3], a[7]); SQRADDAC(a[4], a[6]); SQRADDDB; SQRADD(a[5], a[5]); COMBA_STORE(b[10]); /* output 11 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[11]); SQRADDAC(a[1], a[10]); SQRADDAC(a[2], a[9]); SQRADDAC(a[3], a[8]); SQRADDAC(a[4], a[7]); SQRADDAC(a[5], a[6]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[11]); /* output 12 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[12]); SQRADDAC(a[1], a[11]); SQRADDAC(a[2], a[10]); SQRADDAC(a[3], a[9]); SQRADDAC(a[4], a[8]); SQRADDAC(a[5], a[7]); SQRADDDB; SQRADD(a[6], a[6]); COMBA_STORE(b[12]); /* output 13 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[13]); SQRADDAC(a[1], a[12]); SQRADDAC(a[2], a[11]); SQRADDAC(a[3], a[10]); SQRADDAC(a[4], a[9]); SQRADDAC(a[5], a[8]); SQRADDAC(a[6], a[7]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[13]); /* output 14 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[14]); SQRADDAC(a[1], a[13]); SQRADDAC(a[2], a[12]); SQRADDAC(a[3], a[11]); SQRADDAC(a[4], a[10]); SQRADDAC(a[5], a[9]); SQRADDAC(a[6], a[8]); SQRADDDB; SQRADD(a[7], a[7]); COMBA_STORE(b[14]); /* output 15 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[0], a[15]); SQRADDAC(a[1], a[14]); SQRADDAC(a[2], a[13]); SQRADDAC(a[3], a[12]); SQRADDAC(a[4], a[11]); SQRADDAC(a[5], a[10]); SQRADDAC(a[6], a[9]); SQRADDAC(a[7], a[8]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[15]); /* output 16 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[1], a[15]); SQRADDAC(a[2], a[14]); SQRADDAC(a[3], a[13]); SQRADDAC(a[4], a[12]); SQRADDAC(a[5], a[11]); SQRADDAC(a[6], a[10]); SQRADDAC(a[7], a[9]); SQRADDDB; SQRADD(a[8], a[8]); COMBA_STORE(b[16]); /* output 17 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[2], a[15]); SQRADDAC(a[3], a[14]); SQRADDAC(a[4], a[13]); SQRADDAC(a[5], a[12]); SQRADDAC(a[6], a[11]); SQRADDAC(a[7], a[10]); SQRADDAC(a[8], a[9]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[17]); /* output 18 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[3], a[15]); SQRADDAC(a[4], a[14]); SQRADDAC(a[5], a[13]); SQRADDAC(a[6], a[12]); SQRADDAC(a[7], a[11]); SQRADDAC(a[8], a[10]); SQRADDDB; SQRADD(a[9], a[9]); COMBA_STORE(b[18]); /* output 19 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[4], a[15]); SQRADDAC(a[5], a[14]); SQRADDAC(a[6], a[13]); SQRADDAC(a[7], a[12]); SQRADDAC(a[8], a[11]); SQRADDAC(a[9], a[10]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[19]); /* output 20 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[5], a[15]); SQRADDAC(a[6], a[14]); SQRADDAC(a[7], a[13]); SQRADDAC(a[8], a[12]); SQRADDAC(a[9], a[11]); SQRADDDB; SQRADD(a[10], a[10]); COMBA_STORE(b[20]); /* output 21 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[6], a[15]); SQRADDAC(a[7], a[14]); SQRADDAC(a[8], a[13]); SQRADDAC(a[9], a[12]); SQRADDAC(a[10], a[11]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[21]); /* output 22 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[7], a[15]); SQRADDAC(a[8], a[14]); SQRADDAC(a[9], a[13]); SQRADDAC(a[10], a[12]); SQRADDDB; SQRADD(a[11], a[11]); COMBA_STORE(b[22]); /* output 23 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[8], a[15]); SQRADDAC(a[9], a[14]); SQRADDAC(a[10], a[13]); SQRADDAC(a[11], a[12]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[23]); /* output 24 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[9], a[15]); SQRADDAC(a[10], a[14]); SQRADDAC(a[11], a[13]); SQRADDDB; SQRADD(a[12], a[12]); COMBA_STORE(b[24]); /* output 25 */ CARRY_FORWARD; SQRADDSC(a[10], a[15]); SQRADDAC(a[11], a[14]); SQRADDAC(a[12], a[13]); SQRADDDB; COMBA_STORE(b[25]); /* output 26 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[11], a[15]); SQRADD2(a[12], a[14]); SQRADD(a[13], a[13]); COMBA_STORE(b[26]); /* output 27 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[12], a[15]); SQRADD2(a[13], a[14]); COMBA_STORE(b[27]); /* output 28 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[13], a[15]); SQRADD(a[14], a[14]); COMBA_STORE(b[28]); /* output 29 */ CARRY_FORWARD; SQRADD2(a[14], a[15]); COMBA_STORE(b[29]); /* output 30 */ CARRY_FORWARD; SQRADD(a[15], a[15]); COMBA_STORE(b[30]); COMBA_STORE2(b[31]); COMBA_FINI; B->used = 32; B->sign = TFM_FP_ZPOS; memcpy(B->dp, b, 32 * sizeof(tfm_fp_digit)); tfm_fp_clamp(B); break; } } #endif /* TFM_SMALL_SET */ /* c = a * a (mod b) */ int tfm_fp_sqrmod(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_int tmp; int ret; tfm_fp_init(&tmp); if (tfm_fp_sqr(a, &tmp)) { tfm_fp_zero(&tmp); return TFM_FP_MEM; } ret = tfm_fp_mod(&tmp, b, c); tfm_fp_zero(&tmp); return ret; } /* c = a - b */ int tfm_fp_sub(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { int sa, sb; sa = a->sign; sb = b->sign; if (sa != sb) { /* subtract a negative from a positive, OR */ /* subtract a positive from a negative. */ /* In either case, ADD their magnitudes, */ /* and use the sign of the first number. */ c->sign = sa; return s_tfm_fp_add (a, b, c); } else { /* subtract a positive from a positive, OR */ /* subtract a negative from a negative. */ /* First, take the difference between their */ /* magnitudes, then... */ if (tfm_fp_cmp_mag (a, b) != TFM_FP_LT) { /* Copy the sign from the first */ c->sign = sa; /* The first has a larger or equal magnitude */ return s_tfm_fp_sub (a, b, c); } else { /* The result has the *opposite* sign from */ /* the first number. */ c->sign = (sa == TFM_FP_ZPOS) ? TFM_FP_NEG : TFM_FP_ZPOS; /* The second has a larger magnitude */ return s_tfm_fp_sub (b, a, c); } } } /* c = a - b */ int tfm_fp_sub_d(tfm_fp_int *a, tfm_fp_digit b, tfm_fp_int *c) { tfm_fp_int tmp; int ret; /* Grow when needed */ if (c->alloc < a->used + 1) if (tfm_fp_grow(c, a->used + 1)) return TFM_FP_MEM; tfm_fp_init(&tmp); if (tfm_fp_set(&tmp, b)) { tfm_fp_zero(&tmp); return TFM_FP_MEM; } ret = tfm_fp_sub(a, &tmp, c); tfm_fp_zero(&tmp); return ret; } /* d = a - b (mod c) */ int tfm_fp_submod(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c, tfm_fp_int *d) { tfm_fp_int tmp; int ret; tfm_fp_init(&tmp); if (tfm_fp_sub(a, b, &tmp)) { tfm_fp_zero(&tmp); return TFM_FP_MEM; } ret = tfm_fp_mod(&tmp, c, d); tfm_fp_zero(&tmp); return ret; } void tfm_fp_to_signed_bin(tfm_fp_int *a, unsigned char *b) { tfm_fp_to_unsigned_bin (a, b + 1); b[0] = (unsigned char) ((a->sign == TFM_FP_ZPOS) ? 0 : 1); } void tfm_fp_to_unsigned_bin(tfm_fp_int *a, unsigned char *b) { int x; tfm_fp_int t; if (tfm_fp_init_copy(&t, a, a->stack)) return; x = 0; while (tfm_fp_iszero (&t) == TFM_FP_NO) { b[x++] = (unsigned char) (t.dp[0] & 255); tfm_fp_div_2d (&t, 8, &t, NULL); } tfm_fp_reverse (b, x); } int tfm_fp_toradix(tfm_fp_int *a, char *str, int radix) { int digs; tfm_fp_int t; tfm_fp_digit d; char *_s = str; /* check range of the radix */ if (radix < 2 || radix > 64) { return TFM_FP_VAL; } /* quick out if its zero */ if (tfm_fp_iszero(a) == 1) { *str++ = '0'; *str = '\0'; return TFM_FP_OKAY; } if (tfm_fp_init_copy(&t, a, a->stack)) return TFM_FP_MEM; /* if it is negative output a - */ if (t.sign == TFM_FP_NEG) { ++_s; *str++ = '-'; t.sign = TFM_FP_ZPOS; } digs = 0; while (tfm_fp_iszero (&t) == TFM_FP_NO) { if (tfm_fp_div_d (&t, (tfm_fp_digit) radix, &t, &d)) { tfm_fp_zero(&t); return TFM_FP_MEM; } *str++ = tfm_fp_s_rmap[d]; ++digs; } /* reverse the digits of the string. In this case _s points * to the first digit [exluding the sign] of the number] */ tfm_fp_reverse ((unsigned char *)_s, digs); /* append a NULL so the string is properly terminated */ *str = '\0'; tfm_fp_zero(&t); return TFM_FP_OKAY; } int tfm_fp_unsigned_bin_size(tfm_fp_int *a) { int size = tfm_fp_count_bits (a); return (size / 8 + ((size & 7) != 0 ? 1 : 0)); } /* unsigned addition */ int s_tfm_fp_add(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { int x, oldused; register tfm_fp_word t; tfm_fp_int *X, *Y; oldused = c->used; if (a->used > b->used) { c->used = a->used; X = a; Y = b; } else { c->used = b->used; X = b; Y = a; } /* Grow when needed */ if (c->alloc < c->used + 1) if (tfm_fp_grow(c, c->used + 1)) return TFM_FP_MEM; t = 0; for (x = 0; x < Y->used; x++) { t += ((tfm_fp_word)X->dp[x]) + ((tfm_fp_word)Y->dp[x]); c->dp[x] = (tfm_fp_digit)t; t >>= DIGIT_BIT; } for (; x < X->used; x++) { t += ((tfm_fp_word)X->dp[x]); c->dp[x] = (tfm_fp_digit)t; t >>= DIGIT_BIT; } if (t != 0 && x < c->alloc) { c->dp[c->used++] = (tfm_fp_digit)t; ++x; } c->used = x; for (; x < oldused; x++) { c->dp[x] = 0; } tfm_fp_clamp(c); return TFM_FP_OKAY; } /* unsigned subtraction ||a|| >= ||b|| ALWAYS! */ int s_tfm_fp_sub(tfm_fp_int *a, tfm_fp_int *b, tfm_fp_int *c) { int x, oldbused, oldused; tfm_fp_word t; oldused = c->used; oldbused = b->used; c->used = a->used; /* Grow when needed */ if (c->alloc < a->used) if (tfm_fp_grow(c, a->used)) return TFM_FP_MEM; t = 0; for (x = 0; x < oldbused; x++) { t = ((tfm_fp_word)a->dp[x]) - (((tfm_fp_word)b->dp[x]) + t); c->dp[x] = (tfm_fp_digit)t; t = (t >> DIGIT_BIT)&1; } for (; x < a->used; x++) { t = ((tfm_fp_word)a->dp[x]) - t; c->dp[x] = (tfm_fp_digit)t; t = (t >> DIGIT_BIT); } for (; x < oldused; x++) { c->dp[x] = 0; } tfm_fp_clamp(c); return TFM_FP_OKAY; } #define TFM_DEFINES /* generic comba squarer */ int tfm_fp_sqr_comba(tfm_fp_int *A, tfm_fp_int *B) { int pa, ix, iz; tfm_fp_digit c0, c1, c2; tfm_fp_int tmp, *dst; #ifdef TFM_ISO tfm_fp_word tt; #endif SILC_LOG_DEBUG(("Start")); /* get size of output and trim */ pa = A->used + A->used; /* number of output digits to produce */ COMBA_START; CLEAR_CARRY; if (A == B) { if (tfm_fp_init_size(B->stack, &tmp, pa)) return TFM_FP_MEM; dst = &tmp; } else { tfm_fp_zeroise(B); dst = B; } for (ix = 0; ix < pa; ix++) { int tx, ty, iy; tfm_fp_digit *tmpy, *tmpx; /* get offsets into the two bignums */ ty = MIN(A->used-1, ix); tx = ix - ty; /* setup temp aliases */ tmpx = A->dp + tx; tmpy = A->dp + ty; /* this is the number of times the loop will iterrate, while (tx++ < a->used && ty-- >= 0) { ... } */ iy = MIN(A->used-tx, ty+1); /* now for squaring tx can never equal ty * we halve the distance since they approach * at a rate of 2x and we have to round because * odd cases need to be executed */ iy = MIN(iy, (ty-tx+1)>>1); /* forward carries */ CARRY_FORWARD; /* execute loop */ for (iz = 0; iz < iy; iz++) { SQRADD2(*tmpx++, *tmpy--); } /* even columns have the square term in them */ if ((ix&1) == 0) { SQRADD(A->dp[ix>>1], A->dp[ix>>1]); } /* store it */ COMBA_STORE(dst->dp[ix]); } COMBA_FINI; /* setup dest */ dst->used = pa; tfm_fp_clamp (dst); if (dst != B) { tfm_fp_exch(dst, B); tfm_fp_zero(&tmp); } return TFM_FP_OKAY; } /* XOR two ints together */ int tfm_fp_xor(tfm_fp_int * a, tfm_fp_int * b, tfm_fp_int * c) { int res, ix, px; tfm_fp_int t, *x; if (a->used > b->used) { /* If result doesn't have stack, assure it doesn't get one */ if ((res = tfm_fp_init_copy (&t, a, c->stack ? a->stack : NULL))) { return res; } px = b->used; x = b; } else { if ((res = tfm_fp_init_copy (&t, b, c->stack ? b->stack : NULL))) { return res; } px = a->used; x = a; } for (ix = 0; ix < px; ix++) { t.dp[ix] ^= x->dp[ix]; } tfm_fp_clamp (&t); tfm_fp_exch (c, &t); tfm_fp_zero (&t); return TFM_FP_OKAY; } /* AND two ints together */ int tfm_fp_and(tfm_fp_int * a, tfm_fp_int * b, tfm_fp_int * c) { int res, ix, px; tfm_fp_int t, *x; if (a->used > b->used) { if ((res = tfm_fp_init_copy (&t, a, c->stack ? a->stack : NULL))) { return res; } px = b->used; x = b; } else { if ((res = tfm_fp_init_copy (&t, b, c->stack ? b->stack : NULL))) { return res; } px = a->used; x = a; } for (ix = 0; ix < px; ix++) { t.dp[ix] &= x->dp[ix]; } /* zero digits above the last from the smallest tfm_fp_int */ for (; ix < t.used; ix++) { t.dp[ix] = 0; } tfm_fp_clamp (&t); tfm_fp_exch (c, &t); tfm_fp_zero (&t); return TFM_FP_OKAY; } /* OR two ints together */ int tfm_fp_or(tfm_fp_int * a, tfm_fp_int * b, tfm_fp_int * c) { int res, ix, px; tfm_fp_int t, *x; if (a->used > b->used) { if ((res = tfm_fp_init_copy (&t, a, c->stack ? a->stack : NULL))) { return res; } px = b->used; x = b; } else { if ((res = tfm_fp_init_copy (&t, b, c->stack ? b->stack : NULL))) { return res; } px = a->used; x = a; } for (ix = 0; ix < px; ix++) { t.dp[ix] |= x->dp[ix]; } tfm_fp_clamp (&t); tfm_fp_exch (c, &t); tfm_fp_zero (&t); return TFM_FP_OKAY; } /* calculate c = a**b using a square-multiply algorithm */ int tfm_fp_expt_d(tfm_fp_int * a, tfm_fp_digit b, tfm_fp_int * c) { int res, x; tfm_fp_int g; if ((res = tfm_fp_init_copy (&g, a, a->stack)) != TFM_FP_OKAY) return res; /* set initial result */ if (tfm_fp_set (c, 1)) return TFM_FP_MEM; for (x = 0; x < (int) DIGIT_BIT; x++) { /* square */ if ((res = tfm_fp_sqr (c, c)) != TFM_FP_OKAY) { tfm_fp_zero (&g); return res; } /* if the bit is set multiply */ if ((b & (tfm_fp_digit) (((tfm_fp_digit)1) << (DIGIT_BIT - 1))) != 0) { if ((res = tfm_fp_mul(c, &g, c)) != TFM_FP_OKAY) { tfm_fp_zero (&g); return res; } } /* shift to next bit */ b <<= 1; } tfm_fp_zero (&g); return TFM_FP_OKAY; } /* Square root */ int tfm_fp_sqrt(tfm_fp_int *arg, tfm_fp_int *ret) { int res; tfm_fp_int t1,t2; /* must be positive */ if (arg->sign == TFM_FP_NEG) { return TFM_FP_VAL; } /* easy out */ if (tfm_fp_iszero(arg) == TFM_FP_YES) { tfm_fp_zero(ret); return TFM_FP_OKAY; } /* If result doesn't have stack, assure it doesn't get one */ if ((res = tfm_fp_init_copy(&t1, arg, ret->stack ? arg->stack : NULL))) return res; tfm_fp_init(&t2); /* First approx. (not very bad for large arg) */ tfm_fp_rshd (&t1,t1.used/2); /* t1 > 0 */ if ((res = tfm_fp_div(arg,&t1,&t2,NULL)) != TFM_FP_OKAY) { goto E1; } if ((res = tfm_fp_add(&t1,&t2,&t1)) != TFM_FP_OKAY) { goto E1; } if ((res = tfm_fp_div_2(&t1,&t1)) != TFM_FP_OKAY) { goto E1; } /* And now t1 > sqrt(arg) */ do { if ((res = tfm_fp_div(arg,&t1,&t2,NULL)) != TFM_FP_OKAY) { goto E1; } if ((res = tfm_fp_add(&t1,&t2,&t1)) != TFM_FP_OKAY) { goto E1; } if ((res = tfm_fp_div_2(&t1,&t1)) != TFM_FP_OKAY) { goto E1; } /* t1 >= sqrt(arg) >= t2 at this point */ } while (tfm_fp_cmp_mag(&t1,&t2) == TFM_FP_GT); tfm_fp_exch(&t1,ret); E1: tfm_fp_zero(&t2); tfm_fp_zero(&t1); return res; }