ecc: Add cofactor to domain parameters.
[libgcrypt.git] / mpi / mpih-mul.c
index b457a0b..8b6f06a 100644 (file)
@@ -1,21 +1,21 @@
-/* mpihelp-mul.c  -  MPI helper functions
- *     Copyright (C) 1998 Free Software Foundation, Inc.
- *     Copyright (C) 1994, 1996 Free Software Foundation, Inc.
+/* mpih-mul.c  -  MPI helper functions
+ * Copyright (C) 1994, 1996, 1998, 1999, 2000,
+ *               2001, 2002 Free Software Foundation, Inc.
  *
- * This file is part of GnuPG.
+ * This file is part of Libgcrypt.
  *
- * GnuPG 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; either version 2 of the License, or
- * (at your option) any later version.
+ * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
+ * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
+ * the License, or (at your option) any later version.
  *
- * GnuPG is distributed in the hope that it will be useful,
+ * Libgcrypt 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.
+ * GNU Lesser General Public License for more details.
  *
- * You should have received a copy of the GNU General Public License
- * along with this program; if not, write to the Free Software
+ * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+ * License along with this program; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
  *
  * Note: This code is heavily based on the GNU MP Library.
  *      way the data is stored; this is to support the abstraction
  *      of an optional secure memory allocation which may be used
  *      to avoid revealing of sensitive data due to paging etc.
- *      The GNU MP Library itself is published under the LGPL;
- *      however I decided to publish this code under the plain GPL.
  */
 
 #include <config.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
+#include <string.h>
 #include "mpi-internal.h"
 #include "longlong.h"
-
-
+#include "g10lib.h"
 
 #define MPN_MUL_N_RECURSE(prodp, up, vp, size, tspace) \
     do {                                               \
@@ -46,9 +44,9 @@
 #define MPN_SQR_N_RECURSE(prodp, up, size, tspace) \
     do {                                           \
        if ((size) < KARATSUBA_THRESHOLD)           \
-           mpih_sqr_n_basecase (prodp, up, size);       \
+           _gcry_mpih_sqr_n_basecase (prodp, up, size);         \
        else                                        \
-           mpih_sqr_n (prodp, up, size, tspace);        \
+           _gcry_mpih_sqr_n (prodp, up, size, tspace);  \
     } while (0);
 
 
@@ -90,7 +88,7 @@ mul_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up,
        cy = 0;
     }
     else
-       cy = mpihelp_mul_1( prodp, up, size, v_limb );
+       cy = _gcry_mpih_mul_1( prodp, up, size, v_limb );
 
     prodp[size] = cy;
     prodp++;
@@ -102,10 +100,10 @@ mul_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up,
        if( v_limb <= 1 ) {
            cy = 0;
            if( v_limb == 1 )
-              cy = mpihelp_add_n(prodp, prodp, up, size);
+              cy = _gcry_mpih_add_n(prodp, prodp, up, size);
        }
        else
-           cy = mpihelp_addmul_1(prodp, up, size, v_limb);
+           cy = _gcry_mpih_addmul_1(prodp, up, size, v_limb);
 
        prodp[size] = cy;
        prodp++;
@@ -134,9 +132,9 @@ mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp,
       mpi_limb_t cy_limb;
 
       MPN_MUL_N_RECURSE( prodp, up, vp, esize, tspace );
-      cy_limb = mpihelp_addmul_1( prodp + esize, up, esize, vp[esize] );
+      cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, up, esize, vp[esize] );
       prodp[esize + esize] = cy_limb;
-      cy_limb = mpihelp_addmul_1( prodp + esize, vp, size, up[esize] );
+      cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, vp, size, up[esize] );
       prodp[esize + size] = cy_limb;
     }
     else {
@@ -169,20 +167,20 @@ mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp,
        /* Product M.      ________________
         *                |_(U1-U0)(V0-V1)_|
         */
-       if( mpihelp_cmp(up + hsize, up, hsize) >= 0 ) {
-           mpihelp_sub_n(prodp, up + hsize, up, hsize);
+       if( _gcry_mpih_cmp(up + hsize, up, hsize) >= 0 ) {
+           _gcry_mpih_sub_n(prodp, up + hsize, up, hsize);
            negflg = 0;
        }
        else {
-           mpihelp_sub_n(prodp, up, up + hsize, hsize);
+           _gcry_mpih_sub_n(prodp, up, up + hsize, hsize);
            negflg = 1;
        }
-       if( mpihelp_cmp(vp + hsize, vp, hsize) >= 0 ) {
-           mpihelp_sub_n(prodp + hsize, vp + hsize, vp, hsize);
+       if( _gcry_mpih_cmp(vp + hsize, vp, hsize) >= 0 ) {
+           _gcry_mpih_sub_n(prodp + hsize, vp + hsize, vp, hsize);
            negflg ^= 1;
        }
        else {
-           mpihelp_sub_n(prodp + hsize, vp, vp + hsize, hsize);
+           _gcry_mpih_sub_n(prodp + hsize, vp, vp + hsize, hsize);
            /* No change of NEGFLG.  */
        }
        /* Read temporary operands from low part of PROD.
@@ -193,14 +191,14 @@ mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp,
 
        /* Add/copy product H. */
        MPN_COPY (prodp + hsize, prodp + size, hsize);
-       cy = mpihelp_add_n( prodp + size, prodp + size,
+       cy = _gcry_mpih_add_n( prodp + size, prodp + size,
                            prodp + size + hsize, hsize);
 
        /* Add product M (if NEGFLG M is a negative number) */
        if(negflg)
-           cy -= mpihelp_sub_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
+           cy -= _gcry_mpih_sub_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
        else
-           cy += mpihelp_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
+           cy += _gcry_mpih_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
 
        /* Product L.      ________________  ________________
         *                |________________||____U0 x V0_____|
@@ -212,20 +210,20 @@ mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp,
 
        /* Add/copy Product L (twice) */
 
-       cy += mpihelp_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
+       cy += _gcry_mpih_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
        if( cy )
-         mpihelp_add_1(prodp + hsize + size, prodp + hsize + size, hsize, cy);
+         _gcry_mpih_add_1(prodp + hsize + size, prodp + hsize + size, hsize, cy);
 
        MPN_COPY(prodp, tspace, hsize);
-       cy = mpihelp_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace + hsize, hsize);
+       cy = _gcry_mpih_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace + hsize, hsize);
        if( cy )
-           mpihelp_add_1(prodp + size, prodp + size, size, 1);
+           _gcry_mpih_add_1(prodp + size, prodp + size, size, 1);
     }
 }
 
 
 void
-mpih_sqr_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size )
+_gcry_mpih_sqr_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size )
 {
     mpi_size_t i;
     mpi_limb_t cy_limb;
@@ -242,7 +240,7 @@ mpih_sqr_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size )
        cy_limb = 0;
     }
     else
-       cy_limb = mpihelp_mul_1( prodp, up, size, v_limb );
+       cy_limb = _gcry_mpih_mul_1( prodp, up, size, v_limb );
 
     prodp[size] = cy_limb;
     prodp++;
@@ -254,10 +252,10 @@ mpih_sqr_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size )
        if( v_limb <= 1 ) {
            cy_limb = 0;
            if( v_limb == 1 )
-               cy_limb = mpihelp_add_n(prodp, prodp, up, size);
+               cy_limb = _gcry_mpih_add_n(prodp, prodp, up, size);
        }
        else
-           cy_limb = mpihelp_addmul_1(prodp, up, size, v_limb);
+           cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1(prodp, up, size, v_limb);
 
        prodp[size] = cy_limb;
        prodp++;
@@ -266,7 +264,8 @@ mpih_sqr_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size )
 
 
 void
-mpih_sqr_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace)
+_gcry_mpih_sqr_n( mpi_ptr_t prodp,
+                  mpi_ptr_t up, mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace)
 {
     if( size & 1 ) {
        /* The size is odd, and the code below doesn't handle that.
@@ -283,9 +282,9 @@ mpih_sqr_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace)
        mpi_limb_t cy_limb;
 
        MPN_SQR_N_RECURSE( prodp, up, esize, tspace );
-       cy_limb = mpihelp_addmul_1( prodp + esize, up, esize, up[esize] );
+       cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, up, esize, up[esize] );
        prodp[esize + esize] = cy_limb;
-       cy_limb = mpihelp_addmul_1( prodp + esize, up, size, up[esize] );
+       cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, up, size, up[esize] );
 
        prodp[esize + size] = cy_limb;
     }
@@ -303,10 +302,10 @@ mpih_sqr_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace)
        /* Product M.      ________________
         *                |_(U1-U0)(U0-U1)_|
         */
-       if( mpihelp_cmp( up + hsize, up, hsize) >= 0 )
-           mpihelp_sub_n( prodp, up + hsize, up, hsize);
+       if( _gcry_mpih_cmp( up + hsize, up, hsize) >= 0 )
+           _gcry_mpih_sub_n( prodp, up + hsize, up, hsize);
        else
-           mpihelp_sub_n (prodp, up, up + hsize, hsize);
+           _gcry_mpih_sub_n (prodp, up, up + hsize, hsize);
 
        /* Read temporary operands from low part of PROD.
         * Put result in low part of TSPACE using upper part of TSPACE
@@ -315,11 +314,11 @@ mpih_sqr_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace)
 
        /* Add/copy product H  */
        MPN_COPY(prodp + hsize, prodp + size, hsize);
-       cy = mpihelp_add_n(prodp + size, prodp + size,
+       cy = _gcry_mpih_add_n(prodp + size, prodp + size,
                           prodp + size + hsize, hsize);
 
        /* Add product M (if NEGFLG M is a negative number).  */
-       cy -= mpihelp_sub_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
+       cy -= _gcry_mpih_sub_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
 
        /* Product L.      ________________  ________________
         *                |________________||____U0 x U0_____|
@@ -329,33 +328,35 @@ mpih_sqr_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace)
        MPN_SQR_N_RECURSE (tspace, up, hsize, tspace + size);
 
        /* Add/copy Product L (twice).  */
-       cy += mpihelp_add_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
+       cy += _gcry_mpih_add_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
        if( cy )
-           mpihelp_add_1(prodp + hsize + size, prodp + hsize + size,
+           _gcry_mpih_add_1(prodp + hsize + size, prodp + hsize + size,
                                                            hsize, cy);
 
        MPN_COPY(prodp, tspace, hsize);
-       cy = mpihelp_add_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace + hsize, hsize);
+       cy = _gcry_mpih_add_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace + hsize, hsize);
        if( cy )
-           mpihelp_add_1 (prodp + size, prodp + size, size, 1);
+           _gcry_mpih_add_1 (prodp + size, prodp + size, size, 1);
     }
 }
 
 
 /* This should be made into an inline function in gmp.h.  */
 void
-mpihelp_mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp, mpi_size_t size)
+_gcry_mpih_mul_n( mpi_ptr_t prodp,
+                     mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp, mpi_size_t size)
 {
-    /* FIXME: mpi_alloc_limb_space, secure arg is wrong! */
+    int secure;
 
     if( up == vp ) {
        if( size < KARATSUBA_THRESHOLD )
-           mpih_sqr_n_basecase( prodp, up, size );
+           _gcry_mpih_sqr_n_basecase( prodp, up, size );
        else {
            mpi_ptr_t tspace;
-           tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * size, 0 );
-           mpih_sqr_n( prodp, up, size, tspace );
-           mpi_free_limb_space( tspace );
+           secure = _gcry_is_secure( up );
+           tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * size, secure );
+           _gcry_mpih_sqr_n( prodp, up, size, tspace );
+           _gcry_mpi_free_limb_space (tspace, 2 * size );
        }
     }
     else {
@@ -363,14 +364,99 @@ mpihelp_mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp, mpi_size_t size)
            mul_n_basecase( prodp, up, vp, size );
        else {
            mpi_ptr_t tspace;
-           tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * size, 0 );
+           secure = _gcry_is_secure( up ) || _gcry_is_secure( vp );
+           tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * size, secure );
            mul_n (prodp, up, vp, size, tspace);
-           mpi_free_limb_space( tspace );
+           _gcry_mpi_free_limb_space (tspace, 2 * size );
        }
     }
 }
 
 
+
+void
+_gcry_mpih_mul_karatsuba_case( mpi_ptr_t prodp,
+                                  mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
+                                  mpi_ptr_t vp, mpi_size_t vsize,
+                                  struct karatsuba_ctx *ctx )
+{
+    mpi_limb_t cy;
+
+    if( !ctx->tspace || ctx->tspace_size < vsize ) {
+       if( ctx->tspace )
+           _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tspace, ctx->tspace_nlimbs );
+        ctx->tspace_nlimbs = 2 * vsize;
+       ctx->tspace = mpi_alloc_limb_space (2 * vsize,
+                                           (_gcry_is_secure (up)
+                                             || _gcry_is_secure (vp)));
+       ctx->tspace_size = vsize;
+    }
+
+    MPN_MUL_N_RECURSE( prodp, up, vp, vsize, ctx->tspace );
+
+    prodp += vsize;
+    up += vsize;
+    usize -= vsize;
+    if( usize >= vsize ) {
+       if( !ctx->tp || ctx->tp_size < vsize ) {
+           if( ctx->tp )
+               _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tp, ctx->tp_nlimbs );
+            ctx->tp_nlimbs = 2 * vsize;
+           ctx->tp = mpi_alloc_limb_space (2 * vsize,
+                                            (_gcry_is_secure (up)
+                                             || _gcry_is_secure (vp)));
+           ctx->tp_size = vsize;
+       }
+
+       do {
+           MPN_MUL_N_RECURSE( ctx->tp, up, vp, vsize, ctx->tspace );
+           cy = _gcry_mpih_add_n( prodp, prodp, ctx->tp, vsize );
+           _gcry_mpih_add_1( prodp + vsize, ctx->tp + vsize, vsize, cy );
+           prodp += vsize;
+           up += vsize;
+           usize -= vsize;
+       } while( usize >= vsize );
+    }
+
+    if( usize ) {
+       if( usize < KARATSUBA_THRESHOLD ) {
+           _gcry_mpih_mul( ctx->tspace, vp, vsize, up, usize );
+       }
+       else {
+           if( !ctx->next ) {
+               ctx->next = xcalloc( 1, sizeof *ctx );
+           }
+           _gcry_mpih_mul_karatsuba_case( ctx->tspace,
+                                       vp, vsize,
+                                       up, usize,
+                                       ctx->next );
+       }
+
+       cy = _gcry_mpih_add_n( prodp, prodp, ctx->tspace, vsize);
+       _gcry_mpih_add_1( prodp + vsize, ctx->tspace + vsize, usize, cy );
+    }
+}
+
+
+void
+_gcry_mpih_release_karatsuba_ctx( struct karatsuba_ctx *ctx )
+{
+    struct karatsuba_ctx *ctx2;
+
+    if( ctx->tp )
+       _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tp, ctx->tp_nlimbs );
+    if( ctx->tspace )
+       _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tspace, ctx->tspace_nlimbs );
+    for( ctx=ctx->next; ctx; ctx = ctx2 ) {
+       ctx2 = ctx->next;
+       if( ctx->tp )
+            _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tp, ctx->tp_nlimbs );
+       if( ctx->tspace )
+           _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tspace, ctx->tspace_nlimbs );
+       xfree( ctx );
+    }
+}
+
 /* Multiply the natural numbers u (pointed to by UP, with USIZE limbs)
  * and v (pointed to by VP, with VSIZE limbs), and store the result at
  * PRODP.  USIZE + VSIZE limbs are always stored, but if the input
@@ -387,12 +473,12 @@ mpihelp_mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp, mpi_size_t size)
  */
 
 mpi_limb_t
-mpihelp_mul( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
-                             mpi_ptr_t vp, mpi_size_t vsize)
+_gcry_mpih_mul( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
+                   mpi_ptr_t vp, mpi_size_t vsize)
 {
     mpi_ptr_t prod_endp = prodp + usize + vsize - 1;
     mpi_limb_t cy;
-    mpi_ptr_t tspace;
+    struct karatsuba_ctx ctx;
 
     if( vsize < KARATSUBA_THRESHOLD ) {
        mpi_size_t i;
@@ -412,7 +498,7 @@ mpihelp_mul( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
            cy = 0;
        }
        else
-           cy = mpihelp_mul_1( prodp, up, usize, v_limb );
+           cy = _gcry_mpih_mul_1( prodp, up, usize, v_limb );
 
        prodp[usize] = cy;
        prodp++;
@@ -424,10 +510,10 @@ mpihelp_mul( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
            if( v_limb <= 1 ) {
                cy = 0;
                if( v_limb == 1 )
-                  cy = mpihelp_add_n(prodp, prodp, up, usize);
+                  cy = _gcry_mpih_add_n(prodp, prodp, up, usize);
            }
            else
-               cy = mpihelp_addmul_1(prodp, up, usize, v_limb);
+               cy = _gcry_mpih_addmul_1(prodp, up, usize, v_limb);
 
            prodp[usize] = cy;
            prodp++;
@@ -436,35 +522,8 @@ mpihelp_mul( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
        return cy;
     }
 
-    /* FIXME: mpi_alloc_limb_space, secure arg is wrong! */
-    tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * vsize, 0 );
-    MPN_MUL_N_RECURSE( prodp, up, vp, vsize, tspace );
-
-    prodp += vsize;
-    up += vsize;
-    usize -= vsize;
-    if( usize >= vsize ) {
-       /* FIXME: mpi_alloc_limb_space, secure arg is wrong! */
-       mpi_ptr_t tp = mpi_alloc_limb_space( 2 * vsize, 0 );
-       do {
-           MPN_MUL_N_RECURSE( tp, up, vp, vsize, tspace );
-           cy = mpihelp_add_n( prodp, prodp, tp, vsize );
-           mpihelp_add_1( prodp + vsize, tp + vsize, vsize, cy );
-           prodp += vsize;
-           up += vsize;
-           usize -= vsize;
-       } while( usize >= vsize );
-       mpi_free_limb_space( tp );
-    }
-
-    if( usize ) {
-       mpihelp_mul( tspace, vp, vsize, up, usize );
-       cy = mpihelp_add_n( prodp, prodp, tspace, vsize);
-       mpihelp_add_1( prodp + vsize, tspace + vsize, usize, cy );
-    }
-
-    mpi_free_limb_space( tspace );
+    memset( &ctx, 0, sizeof ctx );
+    _gcry_mpih_mul_karatsuba_case( prodp, up, usize, vp, vsize, &ctx );
+    _gcry_mpih_release_karatsuba_ctx( &ctx );
     return *prod_endp;
 }
-
-