source: grub-pc/trunk/fuentes/grub-core/lib/libgcrypt-grub/mpi/mpih-mul.c @ 22

Last change on this file since 22 was 22, checked in by mabarracus, 4 years ago

updated version and apply net.ifnames=0 into debian/rules

File size: 15.5 KB
Line 
1/* This file was automatically imported with
2   import_gcry.py. Please don't modify it */
3/* mpih-mul.c  -  MPI helper functions
4 * Copyright (C) 1994, 1996, 1998, 1999, 2000,
5 *               2001, 2002 Free Software Foundation, Inc.
6 *
7 * This file is part of Libgcrypt.
8 *
9 * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
10 * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
11 * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
12 * the License, or (at your option) any later version.
13 *
14 * Libgcrypt is distributed in the hope that it will be useful,
15 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 * GNU Lesser General Public License for more details.
18 *
19 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20 * License along with this program; if not, write to the Free Software
21 * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
22 *
23 * Note: This code is heavily based on the GNU MP Library.
24 *       Actually it's the same code with only minor changes in the
25 *       way the data is stored; this is to support the abstraction
26 *       of an optional secure memory allocation which may be used
27 *       to avoid revealing of sensitive data due to paging etc.
28 */
29
30#include <config.h>
31#include <stdio.h>
32#include <stdlib.h>
33#include <string.h>
34#include "mpi-internal.h"
35#include "longlong.h"
36#include "g10lib.h"
37
38#define MPN_MUL_N_RECURSE(prodp, up, vp, size, tspace) \
39    do {                                                \
40        if( (size) < KARATSUBA_THRESHOLD )              \
41            mul_n_basecase (prodp, up, vp, size);       \
42        else                                            \
43            mul_n (prodp, up, vp, size, tspace);        \
44    } while (0);
45
46#define MPN_SQR_N_RECURSE(prodp, up, size, tspace) \
47    do {                                            \
48        if ((size) < KARATSUBA_THRESHOLD)           \
49            _gcry_mpih_sqr_n_basecase (prodp, up, size);         \
50        else                                        \
51            _gcry_mpih_sqr_n (prodp, up, size, tspace);  \
52    } while (0);
53
54
55
56
57/* Multiply the natural numbers u (pointed to by UP) and v (pointed to by VP),
58 * both with SIZE limbs, and store the result at PRODP.  2 * SIZE limbs are
59 * always stored.  Return the most significant limb.
60 *
61 * Argument constraints:
62 * 1. PRODP != UP and PRODP != VP, i.e. the destination
63 *    must be distinct from the multiplier and the multiplicand.
64 *
65 *
66 * Handle simple cases with traditional multiplication.
67 *
68 * This is the most critical code of multiplication.  All multiplies rely
69 * on this, both small and huge.  Small ones arrive here immediately.  Huge
70 * ones arrive here as this is the base case for Karatsuba's recursive
71 * algorithm below.
72 */
73
74static mpi_limb_t
75mul_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up,
76                                 mpi_ptr_t vp, mpi_size_t size)
77{
78    mpi_size_t i;
79    mpi_limb_t cy;
80    mpi_limb_t v_limb;
81
82    /* Multiply by the first limb in V separately, as the result can be
83     * stored (not added) to PROD.  We also avoid a loop for zeroing.  */
84    v_limb = vp[0];
85    if( v_limb <= 1 ) {
86        if( v_limb == 1 )
87            MPN_COPY( prodp, up, size );
88        else
89            MPN_ZERO( prodp, size );
90        cy = 0;
91    }
92    else
93        cy = _gcry_mpih_mul_1( prodp, up, size, v_limb );
94
95    prodp[size] = cy;
96    prodp++;
97
98    /* For each iteration in the outer loop, multiply one limb from
99     * U with one limb from V, and add it to PROD.  */
100    for( i = 1; i < size; i++ ) {
101        v_limb = vp[i];
102        if( v_limb <= 1 ) {
103            cy = 0;
104            if( v_limb == 1 )
105               cy = _gcry_mpih_add_n(prodp, prodp, up, size);
106        }
107        else
108            cy = _gcry_mpih_addmul_1(prodp, up, size, v_limb);
109
110        prodp[size] = cy;
111        prodp++;
112    }
113
114    return cy;
115}
116
117
118static void
119mul_n( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp,
120                        mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace )
121{
122    if( size & 1 ) {
123      /* The size is odd, and the code below doesn't handle that.
124       * Multiply the least significant (size - 1) limbs with a recursive
125       * call, and handle the most significant limb of S1 and S2
126       * separately.
127       * A slightly faster way to do this would be to make the Karatsuba
128       * code below behave as if the size were even, and let it check for
129       * odd size in the end.  I.e., in essence move this code to the end.
130       * Doing so would save us a recursive call, and potentially make the
131       * stack grow a lot less.
132       */
133      mpi_size_t esize = size - 1;       /* even size */
134      mpi_limb_t cy_limb;
135
136      MPN_MUL_N_RECURSE( prodp, up, vp, esize, tspace );
137      cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, up, esize, vp[esize] );
138      prodp[esize + esize] = cy_limb;
139      cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, vp, size, up[esize] );
140      prodp[esize + size] = cy_limb;
141    }
142    else {
143        /* Anatolij Alekseevich Karatsuba's divide-and-conquer algorithm.
144         *
145         * Split U in two pieces, U1 and U0, such that
146         * U = U0 + U1*(B**n),
147         * and V in V1 and V0, such that
148         * V = V0 + V1*(B**n).
149         *
150         * UV is then computed recursively using the identity
151         *
152         *        2n   n          n                     n
153         * UV = (B  + B )U V  +  B (U -U )(V -V )  +  (B + 1)U V
154         *                1 1        1  0   0  1              0 0
155         *
156         * Where B = 2**BITS_PER_MP_LIMB.
157         */
158        mpi_size_t hsize = size >> 1;
159        mpi_limb_t cy;
160        int negflg;
161
162        /* Product H.      ________________  ________________
163         *                |_____U1 x V1____||____U0 x V0_____|
164         * Put result in upper part of PROD and pass low part of TSPACE
165         * as new TSPACE.
166         */
167        MPN_MUL_N_RECURSE(prodp + size, up + hsize, vp + hsize, hsize, tspace);
168
169        /* Product M.      ________________
170         *                |_(U1-U0)(V0-V1)_|
171         */
172        if( _gcry_mpih_cmp(up + hsize, up, hsize) >= 0 ) {
173            _gcry_mpih_sub_n(prodp, up + hsize, up, hsize);
174            negflg = 0;
175        }
176        else {
177            _gcry_mpih_sub_n(prodp, up, up + hsize, hsize);
178            negflg = 1;
179        }
180        if( _gcry_mpih_cmp(vp + hsize, vp, hsize) >= 0 ) {
181            _gcry_mpih_sub_n(prodp + hsize, vp + hsize, vp, hsize);
182            negflg ^= 1;
183        }
184        else {
185            _gcry_mpih_sub_n(prodp + hsize, vp, vp + hsize, hsize);
186            /* No change of NEGFLG.  */
187        }
188        /* Read temporary operands from low part of PROD.
189         * Put result in low part of TSPACE using upper part of TSPACE
190         * as new TSPACE.
191         */
192        MPN_MUL_N_RECURSE(tspace, prodp, prodp + hsize, hsize, tspace + size);
193
194        /* Add/copy product H. */
195        MPN_COPY (prodp + hsize, prodp + size, hsize);
196        cy = _gcry_mpih_add_n( prodp + size, prodp + size,
197                            prodp + size + hsize, hsize);
198
199        /* Add product M (if NEGFLG M is a negative number) */
200        if(negflg)
201            cy -= _gcry_mpih_sub_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
202        else
203            cy += _gcry_mpih_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
204
205        /* Product L.      ________________  ________________
206         *                |________________||____U0 x V0_____|
207         * Read temporary operands from low part of PROD.
208         * Put result in low part of TSPACE using upper part of TSPACE
209         * as new TSPACE.
210         */
211        MPN_MUL_N_RECURSE(tspace, up, vp, hsize, tspace + size);
212
213        /* Add/copy Product L (twice) */
214
215        cy += _gcry_mpih_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
216        if( cy )
217          _gcry_mpih_add_1(prodp + hsize + size, prodp + hsize + size, hsize, cy);
218
219        MPN_COPY(prodp, tspace, hsize);
220        cy = _gcry_mpih_add_n(prodp + hsize, prodp + hsize, tspace + hsize, hsize);
221        if( cy )
222            _gcry_mpih_add_1(prodp + size, prodp + size, size, 1);
223    }
224}
225
226
227void
228_gcry_mpih_sqr_n_basecase( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t size )
229{
230    mpi_size_t i;
231    mpi_limb_t cy_limb;
232    mpi_limb_t v_limb;
233
234    /* Multiply by the first limb in V separately, as the result can be
235     * stored (not added) to PROD.  We also avoid a loop for zeroing.  */
236    v_limb = up[0];
237    if( v_limb <= 1 ) {
238        if( v_limb == 1 )
239            MPN_COPY( prodp, up, size );
240        else
241            MPN_ZERO(prodp, size);
242        cy_limb = 0;
243    }
244    else
245        cy_limb = _gcry_mpih_mul_1( prodp, up, size, v_limb );
246
247    prodp[size] = cy_limb;
248    prodp++;
249
250    /* For each iteration in the outer loop, multiply one limb from
251     * U with one limb from V, and add it to PROD.  */
252    for( i=1; i < size; i++) {
253        v_limb = up[i];
254        if( v_limb <= 1 ) {
255            cy_limb = 0;
256            if( v_limb == 1 )
257                cy_limb = _gcry_mpih_add_n(prodp, prodp, up, size);
258        }
259        else
260            cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1(prodp, up, size, v_limb);
261
262        prodp[size] = cy_limb;
263        prodp++;
264    }
265}
266
267
268void
269_gcry_mpih_sqr_n( mpi_ptr_t prodp,
270                  mpi_ptr_t up, mpi_size_t size, mpi_ptr_t tspace)
271{
272    if( size & 1 ) {
273        /* The size is odd, and the code below doesn't handle that.
274         * Multiply the least significant (size - 1) limbs with a recursive
275         * call, and handle the most significant limb of S1 and S2
276         * separately.
277         * A slightly faster way to do this would be to make the Karatsuba
278         * code below behave as if the size were even, and let it check for
279         * odd size in the end.  I.e., in essence move this code to the end.
280         * Doing so would save us a recursive call, and potentially make the
281         * stack grow a lot less.
282         */
283        mpi_size_t esize = size - 1;       /* even size */
284        mpi_limb_t cy_limb;
285
286        MPN_SQR_N_RECURSE( prodp, up, esize, tspace );
287        cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, up, esize, up[esize] );
288        prodp[esize + esize] = cy_limb;
289        cy_limb = _gcry_mpih_addmul_1( prodp + esize, up, size, up[esize] );
290
291        prodp[esize + size] = cy_limb;
292    }
293    else {
294        mpi_size_t hsize = size >> 1;
295        mpi_limb_t cy;
296
297        /* Product H.      ________________  ________________
298         *                |_____U1 x U1____||____U0 x U0_____|
299         * Put result in upper part of PROD and pass low part of TSPACE
300         * as new TSPACE.
301         */
302        MPN_SQR_N_RECURSE(prodp + size, up + hsize, hsize, tspace);
303
304        /* Product M.      ________________
305         *                |_(U1-U0)(U0-U1)_|
306         */
307        if( _gcry_mpih_cmp( up + hsize, up, hsize) >= 0 )
308            _gcry_mpih_sub_n( prodp, up + hsize, up, hsize);
309        else
310            _gcry_mpih_sub_n (prodp, up, up + hsize, hsize);
311
312        /* Read temporary operands from low part of PROD.
313         * Put result in low part of TSPACE using upper part of TSPACE
314         * as new TSPACE.  */
315        MPN_SQR_N_RECURSE(tspace, prodp, hsize, tspace + size);
316
317        /* Add/copy product H  */
318        MPN_COPY(prodp + hsize, prodp + size, hsize);
319        cy = _gcry_mpih_add_n(prodp + size, prodp + size,
320                           prodp + size + hsize, hsize);
321
322        /* Add product M (if NEGFLG M is a negative number).  */
323        cy -= _gcry_mpih_sub_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
324
325        /* Product L.      ________________  ________________
326         *                |________________||____U0 x U0_____|
327         * Read temporary operands from low part of PROD.
328         * Put result in low part of TSPACE using upper part of TSPACE
329         * as new TSPACE.  */
330        MPN_SQR_N_RECURSE (tspace, up, hsize, tspace + size);
331
332        /* Add/copy Product L (twice).  */
333        cy += _gcry_mpih_add_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace, size);
334        if( cy )
335            _gcry_mpih_add_1(prodp + hsize + size, prodp + hsize + size,
336                                                            hsize, cy);
337
338        MPN_COPY(prodp, tspace, hsize);
339        cy = _gcry_mpih_add_n (prodp + hsize, prodp + hsize, tspace + hsize, hsize);
340        if( cy )
341            _gcry_mpih_add_1 (prodp + size, prodp + size, size, 1);
342    }
343}
344
345
346/* This should be made into an inline function in gmp.h.  */
347void
348_gcry_mpih_mul_n( mpi_ptr_t prodp,
349                     mpi_ptr_t up, mpi_ptr_t vp, mpi_size_t size)
350{
351    int secure;
352
353    if( up == vp ) {
354        if( size < KARATSUBA_THRESHOLD )
355            _gcry_mpih_sqr_n_basecase( prodp, up, size );
356        else {
357            mpi_ptr_t tspace;
358            secure = gcry_is_secure( up );
359            tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * size, secure );
360            _gcry_mpih_sqr_n( prodp, up, size, tspace );
361            _gcry_mpi_free_limb_space (tspace, 2 * size );
362        }
363    }
364    else {
365        if( size < KARATSUBA_THRESHOLD )
366            mul_n_basecase( prodp, up, vp, size );
367        else {
368            mpi_ptr_t tspace;
369            secure = gcry_is_secure( up ) || gcry_is_secure( vp );
370            tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * size, secure );
371            mul_n (prodp, up, vp, size, tspace);
372            _gcry_mpi_free_limb_space (tspace, 2 * size );
373        }
374    }
375}
376
377
378
379void
380_gcry_mpih_mul_karatsuba_case( mpi_ptr_t prodp,
381                                  mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
382                                  mpi_ptr_t vp, mpi_size_t vsize,
383                                  struct karatsuba_ctx *ctx )
384{
385    mpi_limb_t cy;
386
387    if( !ctx->tspace || ctx->tspace_size < vsize ) {
388        if( ctx->tspace )
389            _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tspace, ctx->tspace_nlimbs );
390        ctx->tspace_nlimbs = 2 * vsize;
391        ctx->tspace = mpi_alloc_limb_space( 2 * vsize,
392                                            (gcry_is_secure( up )
393                                            || gcry_is_secure( vp )) );
394        ctx->tspace_size = vsize;
395    }
396
397    MPN_MUL_N_RECURSE( prodp, up, vp, vsize, ctx->tspace );
398
399    prodp += vsize;
400    up += vsize;
401    usize -= vsize;
402    if( usize >= vsize ) {
403        if( !ctx->tp || ctx->tp_size < vsize ) {
404            if( ctx->tp )
405                _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tp, ctx->tp_nlimbs );
406            ctx->tp_nlimbs = 2 * vsize;
407            ctx->tp = mpi_alloc_limb_space( 2 * vsize, gcry_is_secure( up )
408                                                      || gcry_is_secure( vp ) );
409            ctx->tp_size = vsize;
410        }
411
412        do {
413            MPN_MUL_N_RECURSE( ctx->tp, up, vp, vsize, ctx->tspace );
414            cy = _gcry_mpih_add_n( prodp, prodp, ctx->tp, vsize );
415            _gcry_mpih_add_1( prodp + vsize, ctx->tp + vsize, vsize, cy );
416            prodp += vsize;
417            up += vsize;
418            usize -= vsize;
419        } while( usize >= vsize );
420    }
421
422    if( usize ) {
423        if( usize < KARATSUBA_THRESHOLD ) {
424            _gcry_mpih_mul( ctx->tspace, vp, vsize, up, usize );
425        }
426        else {
427            if( !ctx->next ) {
428                ctx->next = gcry_xcalloc( 1, sizeof *ctx );
429            }
430            _gcry_mpih_mul_karatsuba_case( ctx->tspace,
431                                        vp, vsize,
432                                        up, usize,
433                                        ctx->next );
434        }
435
436        cy = _gcry_mpih_add_n( prodp, prodp, ctx->tspace, vsize);
437        _gcry_mpih_add_1( prodp + vsize, ctx->tspace + vsize, usize, cy );
438    }
439}
440
441
442void
443_gcry_mpih_release_karatsuba_ctx( struct karatsuba_ctx *ctx )
444{
445    struct karatsuba_ctx *ctx2;
446
447    if( ctx->tp )
448        _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tp, ctx->tp_nlimbs );
449    if( ctx->tspace )
450        _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tspace, ctx->tspace_nlimbs );
451    for( ctx=ctx->next; ctx; ctx = ctx2 ) {
452        ctx2 = ctx->next;
453        if( ctx->tp )
454            _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tp, ctx->tp_nlimbs );
455        if( ctx->tspace )
456            _gcry_mpi_free_limb_space( ctx->tspace, ctx->tspace_nlimbs );
457        gcry_free( ctx );
458    }
459}
460
461/* Multiply the natural numbers u (pointed to by UP, with USIZE limbs)
462 * and v (pointed to by VP, with VSIZE limbs), and store the result at
463 * PRODP.  USIZE + VSIZE limbs are always stored, but if the input
464 * operands are normalized.  Return the most significant limb of the
465 * result.
466 *
467 * NOTE: The space pointed to by PRODP is overwritten before finished
468 * with U and V, so overlap is an error.
469 *
470 * Argument constraints:
471 * 1. USIZE >= VSIZE.
472 * 2. PRODP != UP and PRODP != VP, i.e. the destination
473 *    must be distinct from the multiplier and the multiplicand.
474 */
475
476mpi_limb_t
477_gcry_mpih_mul( mpi_ptr_t prodp, mpi_ptr_t up, mpi_size_t usize,
478                   mpi_ptr_t vp, mpi_size_t vsize)
479{
480    mpi_ptr_t prod_endp = prodp + usize + vsize - 1;
481    mpi_limb_t cy;
482    struct karatsuba_ctx ctx;
483
484    if( vsize < KARATSUBA_THRESHOLD ) {
485        mpi_size_t i;
486        mpi_limb_t v_limb;
487
488        if( !vsize )
489            return 0;
490
491        /* Multiply by the first limb in V separately, as the result can be
492         * stored (not added) to PROD.  We also avoid a loop for zeroing.  */
493        v_limb = vp[0];
494        if( v_limb <= 1 ) {
495            if( v_limb == 1 )
496                MPN_COPY( prodp, up, usize );
497            else
498                MPN_ZERO( prodp, usize );
499            cy = 0;
500        }
501        else
502            cy = _gcry_mpih_mul_1( prodp, up, usize, v_limb );
503
504        prodp[usize] = cy;
505        prodp++;
506
507        /* For each iteration in the outer loop, multiply one limb from
508         * U with one limb from V, and add it to PROD.  */
509        for( i = 1; i < vsize; i++ ) {
510            v_limb = vp[i];
511            if( v_limb <= 1 ) {
512                cy = 0;
513                if( v_limb == 1 )
514                   cy = _gcry_mpih_add_n(prodp, prodp, up, usize);
515            }
516            else
517                cy = _gcry_mpih_addmul_1(prodp, up, usize, v_limb);
518
519            prodp[usize] = cy;
520            prodp++;
521        }
522
523        return cy;
524    }
525
526    memset( &ctx, 0, sizeof ctx );
527    _gcry_mpih_mul_karatsuba_case( prodp, up, usize, vp, vsize, &ctx );
528    _gcry_mpih_release_karatsuba_ctx( &ctx );
529    return *prod_endp;
530}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.