This commit was manufactured by cvs2svn to create branch 'vserver'.
[linux-2.6.git] / crypto / mpi / mpi-pow.c
diff --git a/crypto/mpi/mpi-pow.c b/crypto/mpi/mpi-pow.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fa0efa5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,312 @@
+/* mpi-pow.c  -  MPI functions
+ *     Copyright (C) 1994, 1996, 1998, 2000 Free Software Foundation, Inc.
+ *
+ * This file is part of GnuPG.
+ *
+ * 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.
+ *
+ * GnuPG 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.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU 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.
+ *      Actually it's the same code with only minor changes in the
+ *      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 <linux/string.h>
+#include "mpi-internal.h"
+#include "longlong.h"
+
+
+/****************
+ * RES = BASE ^ EXP mod MOD
+ */
+int
+mpi_powm( MPI res, MPI base, MPI exp, MPI mod)
+{
+    mpi_ptr_t mp_marker=NULL, bp_marker=NULL, ep_marker=NULL;
+    mpi_ptr_t xp_marker=NULL;
+    mpi_ptr_t tspace = NULL;
+    mpi_ptr_t  rp, ep, mp, bp;
+    mpi_size_t esize, msize, bsize, rsize;
+    int        esign, msign, bsign, rsign;
+    mpi_size_t size;
+    int mod_shift_cnt;
+    int negative_result;
+    int assign_rp=0;
+    mpi_size_t tsize=0;   /* to avoid compiler warning */
+                         /* fixme: we should check that the warning is void*/
+    int rc = -ENOMEM;
+
+    esize = exp->nlimbs;
+    msize = mod->nlimbs;
+    size = 2 * msize;
+    esign = exp->sign;
+    msign = mod->sign;
+
+    rp = res->d;
+    ep = exp->d;
+
+    if( !msize )
+       msize = 1 / msize;          /* provoke a signal */
+
+    if( !esize ) {
+       /* Exponent is zero, result is 1 mod MOD, i.e., 1 or 0
+        * depending on if MOD equals 1.  */
+       rp[0] = 1;
+       res->nlimbs = (msize == 1 && mod->d[0] == 1) ? 0 : 1;
+       res->sign = 0;
+       goto leave;
+    }
+
+    /* Normalize MOD (i.e. make its most significant bit set) as required by
+     * mpn_divrem.  This will make the intermediate values in the calculation
+     * slightly larger, but the correct result is obtained after a final
+     * reduction using the original MOD value. */
+    mp = mp_marker = mpi_alloc_limb_space(msize);
+    if (!mp)
+           goto enomem;
+    count_leading_zeros( mod_shift_cnt, mod->d[msize-1] );
+    if( mod_shift_cnt )
+       mpihelp_lshift( mp, mod->d, msize, mod_shift_cnt );
+    else
+       MPN_COPY( mp, mod->d, msize );
+
+    bsize = base->nlimbs;
+    bsign = base->sign;
+    if( bsize > msize ) { /* The base is larger than the module. Reduce it. */
+       /* Allocate (BSIZE + 1) with space for remainder and quotient.
+        * (The quotient is (bsize - msize + 1) limbs.)  */
+       bp = bp_marker = mpi_alloc_limb_space( bsize + 1);
+       if (!bp)
+               goto enomem;
+       MPN_COPY( bp, base->d, bsize );
+       /* We don't care about the quotient, store it above the remainder,
+        * at BP + MSIZE.  */
+       mpihelp_divrem( bp + msize, 0, bp, bsize, mp, msize );
+       bsize = msize;
+       /* Canonicalize the base, since we are going to multiply with it
+        * quite a few times.  */
+       MPN_NORMALIZE( bp, bsize );
+    }
+    else
+       bp = base->d;
+
+    if( !bsize ) {
+       res->nlimbs = 0;
+       res->sign = 0;
+       goto leave;
+    }
+
+    if( res->alloced < size ) {
+       /* We have to allocate more space for RES.  If any of the input
+        * parameters are identical to RES, defer deallocation of the old
+        * space.  */
+       if( rp == ep || rp == mp || rp == bp ) {
+           rp = mpi_alloc_limb_space(size);
+           if (!rp)
+                   goto enomem;
+           assign_rp = 1;
+       }
+       else {
+               if (mpi_resize( res, size ) < 0)
+                       goto enomem;
+           rp = res->d;
+       }
+    }
+    else { /* Make BASE, EXP and MOD not overlap with RES.  */
+       if( rp == bp ) {
+           /* RES and BASE are identical.  Allocate temp. space for BASE.  */
+               BUG_ON(bp_marker);
+           bp = bp_marker = mpi_alloc_limb_space(bsize);
+           if (!bp)
+                   goto enomem;
+           MPN_COPY(bp, rp, bsize);
+       }
+       if( rp == ep ) {
+           /* RES and EXP are identical.  Allocate temp. space for EXP.  */
+           ep = ep_marker = mpi_alloc_limb_space(esize);
+           if (!ep)
+                   goto enomem;  
+           MPN_COPY(ep, rp, esize);
+       }
+       if( rp == mp ) {
+           /* RES and MOD are identical.  Allocate temporary space for MOD.*/
+           BUG_ON(mp_marker);
+           mp = mp_marker = mpi_alloc_limb_space(msize);
+           if (!mp)
+                   goto enomem;
+           MPN_COPY(mp, rp, msize);
+       }
+    }
+
+    MPN_COPY( rp, bp, bsize );
+    rsize = bsize;
+    rsign = bsign;
+
+    {
+       mpi_size_t i;
+       mpi_ptr_t xp;
+       int c;
+       mpi_limb_t e;
+       mpi_limb_t carry_limb;
+       struct karatsuba_ctx karactx;
+
+       xp = xp_marker = mpi_alloc_limb_space(2 * (msize + 1));
+       if (xp)
+               goto enomem;
+
+       memset( &karactx, 0, sizeof karactx );
+       negative_result = (ep[0] & 1) && base->sign;
+
+       i = esize - 1;
+       e = ep[i];
+       count_leading_zeros (c, e);
+       e = (e << c) << 1;     /* shift the exp bits to the left, lose msb */
+       c = BITS_PER_MPI_LIMB - 1 - c;
+
+       /* Main loop.
+        *
+        * Make the result be pointed to alternately by XP and RP.  This
+        * helps us avoid block copying, which would otherwise be necessary
+        * with the overlap restrictions of mpihelp_divmod. With 50% probability
+        * the result after this loop will be in the area originally pointed
+        * by RP (==RES->d), and with 50% probability in the area originally
+        * pointed to by XP.
+        */
+
+       for(;;) {
+           while( c ) {
+               mpi_ptr_t tp;
+               mpi_size_t xsize;
+
+               /*if (mpihelp_mul_n(xp, rp, rp, rsize) < 0) goto enomem */
+               if( rsize < KARATSUBA_THRESHOLD )
+                   mpih_sqr_n_basecase( xp, rp, rsize );
+               else {
+                   if( !tspace ) {
+                       tsize = 2 * rsize;
+                       tspace = mpi_alloc_limb_space(tsize);
+                       if (!tspace)
+                               goto enomem;
+                   }
+                   else if( tsize < (2*rsize) ) {
+                       mpi_free_limb_space( tspace );
+                       tsize = 2 * rsize;
+                       tspace = mpi_alloc_limb_space(tsize);
+                       if (!tspace)
+                               goto enomem;
+                   }
+                   mpih_sqr_n( xp, rp, rsize, tspace );
+               }
+
+               xsize = 2 * rsize;
+               if( xsize > msize ) {
+                   mpihelp_divrem(xp + msize, 0, xp, xsize, mp, msize);
+                   xsize = msize;
+               }
+
+               tp = rp; rp = xp; xp = tp;
+               rsize = xsize;
+
+               if( (mpi_limb_signed_t)e < 0 ) {
+                   /*mpihelp_mul( xp, rp, rsize, bp, bsize );*/
+                   if( bsize < KARATSUBA_THRESHOLD ) {
+                           mpi_limb_t tmp;
+                           if (mpihelp_mul( xp, rp, rsize, bp, bsize, &tmp ) < 0)
+                                   goto enomem;
+                   }
+                   else {
+                           if (mpihelp_mul_karatsuba_case(
+                                       xp, rp, rsize, bp, bsize, &karactx ) < 0)
+                                   goto enomem;
+                   }
+
+                   xsize = rsize + bsize;
+                   if( xsize > msize ) {
+                       mpihelp_divrem(xp + msize, 0, xp, xsize, mp, msize);
+                       xsize = msize;
+                   }
+
+                   tp = rp; rp = xp; xp = tp;
+                   rsize = xsize;
+               }
+               e <<= 1;
+               c--;
+           }
+
+           i--;
+           if( i < 0 )
+               break;
+           e = ep[i];
+           c = BITS_PER_MPI_LIMB;
+       }
+
+       /* We shifted MOD, the modulo reduction argument, left MOD_SHIFT_CNT
+        * steps.  Adjust the result by reducing it with the original MOD.
+        *
+        * Also make sure the result is put in RES->d (where it already
+        * might be, see above).
+        */
+       if( mod_shift_cnt ) {
+           carry_limb = mpihelp_lshift( res->d, rp, rsize, mod_shift_cnt);
+           rp = res->d;
+           if( carry_limb ) {
+               rp[rsize] = carry_limb;
+               rsize++;
+           }
+       }
+       else {
+           MPN_COPY( res->d, rp, rsize);
+           rp = res->d;
+       }
+
+       if( rsize >= msize ) {
+           mpihelp_divrem(rp + msize, 0, rp, rsize, mp, msize);
+           rsize = msize;
+       }
+
+       /* Remove any leading zero words from the result.  */
+       if( mod_shift_cnt )
+           mpihelp_rshift( rp, rp, rsize, mod_shift_cnt);
+       MPN_NORMALIZE (rp, rsize);
+
+       mpihelp_release_karatsuba_ctx( &karactx );
+    }
+
+    if( negative_result && rsize ) {
+       if( mod_shift_cnt )
+           mpihelp_rshift( mp, mp, msize, mod_shift_cnt);
+       mpihelp_sub( rp, mp, msize, rp, rsize);
+       rsize = msize;
+       rsign = msign;
+       MPN_NORMALIZE(rp, rsize);
+    }
+    res->nlimbs = rsize;
+    res->sign = rsign;
+
+ leave:
+    rc = 0;
+ enomem:
+    if( assign_rp ) mpi_assign_limb_space( res, rp, size );
+    if( mp_marker ) mpi_free_limb_space( mp_marker );
+    if( bp_marker ) mpi_free_limb_space( bp_marker );
+    if( ep_marker ) mpi_free_limb_space( ep_marker );
+    if( xp_marker ) mpi_free_limb_space( xp_marker );
+    if( tspace )    mpi_free_limb_space( tspace );
+    return rc;
+}
+