legacy-libs/grpc-cloned/deps/grpc/third_party/boringssl/crypto/fipsmodule/bn/shift.c

   1 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   2  * All rights reserved.
   3  *
   4  * This package is an SSL implementation written
   5  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   6  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   7  *
   8  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
   9  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  10  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  11  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  12  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  13  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  14  *
  15  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  16  * the code are not to be removed.
  17  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  18  * as the author of the parts of the library used.
  19  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  20  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  21  *
  22  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  23  * modification, are permitted provided that the following conditions
  24  * are met:
  25  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  26  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  27  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  28  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  29  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  30  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  31  *    must display the following acknowledgement:
  32  *    "This product includes cryptographic software written by
  33  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  34  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  35  *    being used are not cryptographic related :-).
  36  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  37  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  38  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  39  *
  40  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  41  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  42  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  43  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  44  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  45  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  46  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  48  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  49  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  50  * SUCH DAMAGE.
  51  *
  52  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  53  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  54  * copied and put under another distribution licence
  55  * [including the GNU Public Licence.] */
  56
  57 #include <openssl/bn.h>
  58
  59 #include <string.h>
  60
  61 #include <openssl/err.h>
  62 #include <openssl/type_check.h>
  63
  64 #include "internal.h"
  65
  66
  67 int BN_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n) {
  68   int i, nw, lb, rb;
  69   BN_ULONG *t, *f;
  70   BN_ULONG l;
  71
  72   if (n < 0) {
  73     OPENSSL_PUT_ERROR(BN, BN_R_NEGATIVE_NUMBER);
  74     return 0;
  75   }
  76
  77   r->neg = a->neg;
  78   nw = n / BN_BITS2;
  79   if (!bn_wexpand(r, a->width + nw + 1)) {
  80     return 0;
  81   }
  82   lb = n % BN_BITS2;
  83   rb = BN_BITS2 - lb;
  84   f = a->d;
  85   t = r->d;
  86   t[a->width + nw] = 0;
  87   if (lb == 0) {
  88     for (i = a->width - 1; i >= 0; i--) {
  89       t[nw + i] = f[i];
  90     }
  91   } else {
  92     for (i = a->width - 1; i >= 0; i--) {
  93       l = f[i];
  94       t[nw + i + 1] |= l >> rb;
  95       t[nw + i] = l << lb;
  96     }
  97   }
  98   OPENSSL_memset(t, 0, nw * sizeof(t[0]));
  99   r->width = a->width + nw + 1;
 100   bn_set_minimal_width(r);
 101
 102   return 1;
 103 }
 104
 105 int BN_lshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a) {
 106   BN_ULONG *ap, *rp, t, c;
 107   int i;
 108
 109   if (r != a) {
 110     r->neg = a->neg;
 111     if (!bn_wexpand(r, a->width + 1)) {
 112       return 0;
 113     }
 114     r->width = a->width;
 115   } else {
 116     if (!bn_wexpand(r, a->width + 1)) {
 117       return 0;
 118     }
 119   }
 120   ap = a->d;
 121   rp = r->d;
 122   c = 0;
 123   for (i = 0; i < a->width; i++) {
 124     t = *(ap++);
 125     *(rp++) = (t << 1) | c;
 126     c = t >> (BN_BITS2 - 1);
 127   }
 128   if (c) {
 129     *rp = 1;
 130     r->width++;
 131   }
 132
 133   return 1;
 134 }
 135
 136 static void bn_rshift_words(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a, unsigned shift,
 137                             size_t num) {
 138   unsigned shift_bits = shift % BN_BITS2;
 139   size_t shift_words = shift / BN_BITS2;
 140   if (shift_words >= num) {
 141     OPENSSL_memset(r, 0, num * sizeof(BN_ULONG));
 142     return;
 143   }
 144   if (shift_bits == 0) {
 145     OPENSSL_memmove(r, a + shift_words, (num - shift_words) * sizeof(BN_ULONG));
 146   } else {
 147     for (size_t i = shift_words; i < num - 1; i++) {
 148       r[i - shift_words] =
 149           (a[i] >> shift_bits) | (a[i + 1] << (BN_BITS2 - shift_bits));
 150     }
 151     r[num - 1 - shift_words] = a[num - 1] >> shift_bits;
 152   }
 153   OPENSSL_memset(r + num - shift_words, 0, shift_words * sizeof(BN_ULONG));
 154 }
 155
 156 int BN_rshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n) {
 157   if (n < 0) {
 158     OPENSSL_PUT_ERROR(BN, BN_R_NEGATIVE_NUMBER);
 159     return 0;
 160   }
 161
 162   if (!bn_wexpand(r, a->width)) {
 163     return 0;
 164   }
 165   bn_rshift_words(r->d, a->d, n, a->width);
 166   r->neg = a->neg;
 167   r->width = a->width;
 168   bn_set_minimal_width(r);
 169   return 1;
 170 }
 171
 172 int bn_rshift_secret_shift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, unsigned n,
 173                            BN_CTX *ctx) {
 174   int ret = 0;
 175   BN_CTX_start(ctx);
 176   BIGNUM *tmp = BN_CTX_get(ctx);
 177   if (tmp == NULL ||
 178       !BN_copy(r, a) ||
 179       !bn_wexpand(tmp, r->width)) {
 180     goto err;
 181   }
 182
 183   // Shift conditionally by powers of two.
 184   unsigned max_bits = BN_BITS2 * r->width;
 185   for (unsigned i = 0; (max_bits >> i) != 0; i++) {
 186     BN_ULONG mask = (n >> i) & 1;
 187     mask = 0 - mask;
 188     bn_rshift_words(tmp->d, r->d, 1u << i, r->width);
 189     bn_select_words(r->d, mask, tmp->d /* apply shift */,
 190                     r->d /* ignore shift */, r->width);
 191   }
 192
 193   ret = 1;
 194
 195 err:
 196   BN_CTX_end(ctx);
 197   return ret;
 198 }
 199
 200 void bn_rshift1_words(BN_ULONG *r, const BN_ULONG *a, size_t num) {
 201   if (num == 0) {
 202     return;
 203   }
 204   for (size_t i = 0; i < num - 1; i++) {
 205     r[i] = (a[i] >> 1) | (a[i + 1] << (BN_BITS2 - 1));
 206   }
 207   r[num - 1] = a[num - 1] >> 1;
 208 }
 209
 210 int BN_rshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a) {
 211   if (!bn_wexpand(r, a->width)) {
 212     return 0;
 213   }
 214   bn_rshift1_words(r->d, a->d, a->width);
 215   r->width = a->width;
 216   r->neg = a->neg;
 217   bn_set_minimal_width(r);
 218   return 1;
 219 }
 220
 221 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n) {
 222   if (n < 0) {
 223     return 0;
 224   }
 225
 226   int i = n / BN_BITS2;
 227   int j = n % BN_BITS2;
 228   if (a->width <= i) {
 229     if (!bn_wexpand(a, i + 1)) {
 230       return 0;
 231     }
 232     for (int k = a->width; k < i + 1; k++) {
 233       a->d[k] = 0;
 234     }
 235     a->width = i + 1;
 236   }
 237
 238   a->d[i] |= (((BN_ULONG)1) << j);
 239
 240   return 1;
 241 }
 242
 243 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n) {
 244   int i, j;
 245
 246   if (n < 0) {
 247     return 0;
 248   }
 249
 250   i = n / BN_BITS2;
 251   j = n % BN_BITS2;
 252   if (a->width <= i) {
 253     return 0;
 254   }
 255
 256   a->d[i] &= (~(((BN_ULONG)1) << j));
 257   bn_set_minimal_width(a);
 258   return 1;
 259 }
 260
 261 int bn_is_bit_set_words(const BN_ULONG *a, size_t num, unsigned bit) {
 262   unsigned i = bit / BN_BITS2;
 263   unsigned j = bit % BN_BITS2;
 264   if (i >= num) {
 265     return 0;
 266   }
 267   return (a[i] >> j) & 1;
 268 }
 269
 270 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n) {
 271   if (n < 0) {
 272     return 0;
 273   }
 274   return bn_is_bit_set_words(a->d, a->width, n);
 275 }
 276
 277 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n) {
 278   if (n < 0) {
 279     return 0;
 280   }
 281
 282   int w = n / BN_BITS2;
 283   int b = n % BN_BITS2;
 284   if (w >= a->width) {
 285     return 1;
 286   }
 287   if (b == 0) {
 288     a->width = w;
 289   } else {
 290     a->width = w + 1;
 291     a->d[w] &= ~(BN_MASK2 << b);
 292   }
 293
 294   bn_set_minimal_width(a);
 295   return 1;
 296 }
 297
 298 static int bn_count_low_zero_bits_word(BN_ULONG l) {
 299   OPENSSL_COMPILE_ASSERT(sizeof(BN_ULONG) <= sizeof(crypto_word_t),
 300                          crypto_word_t_too_small);
 301   OPENSSL_COMPILE_ASSERT(sizeof(int) <= sizeof(crypto_word_t),
 302                          crypto_word_t_too_small_2);
 303   OPENSSL_COMPILE_ASSERT(BN_BITS2 == sizeof(BN_ULONG) * 8,
 304                          bn_ulong_has_padding_bits);
 305   // C has very bizarre rules for types smaller than an int.
 306   OPENSSL_COMPILE_ASSERT(sizeof(BN_ULONG) >= sizeof(int),
 307                          bn_ulong_is_promoted_to_int);
 308
 309   crypto_word_t mask;
 310   int bits = 0;
 311
 312 #if BN_BITS2 > 32
 313   // Check if the lower half of |x| are all zero.
 314   mask = constant_time_is_zero_w(l << (BN_BITS2 - 32));
 315   // If the lower half is all zeros, it is included in the bit count and we
 316   // count the upper half. Otherwise, we count the lower half.
 317   bits += 32 & mask;
 318   l = constant_time_select_w(mask, l >> 32, l);
 319 #endif
 320
 321   // The remaining blocks are analogous iterations at lower powers of two.
 322   mask = constant_time_is_zero_w(l << (BN_BITS2 - 16));
 323   bits += 16 & mask;
 324   l = constant_time_select_w(mask, l >> 16, l);
 325
 326   mask = constant_time_is_zero_w(l << (BN_BITS2 - 8));
 327   bits += 8 & mask;
 328   l = constant_time_select_w(mask, l >> 8, l);
 329
 330   mask = constant_time_is_zero_w(l << (BN_BITS2 - 4));
 331   bits += 4 & mask;
 332   l = constant_time_select_w(mask, l >> 4, l);
 333
 334   mask = constant_time_is_zero_w(l << (BN_BITS2 - 2));
 335   bits += 2 & mask;
 336   l = constant_time_select_w(mask, l >> 2, l);
 337
 338   mask = constant_time_is_zero_w(l << (BN_BITS2 - 1));
 339   bits += 1 & mask;
 340
 341   return bits;
 342 }
 343
 344 int BN_count_low_zero_bits(const BIGNUM *bn) {
 345   OPENSSL_COMPILE_ASSERT(sizeof(BN_ULONG) <= sizeof(crypto_word_t),
 346                          crypto_word_t_too_small);
 347   OPENSSL_COMPILE_ASSERT(sizeof(int) <= sizeof(crypto_word_t),
 348                          crypto_word_t_too_small_2);
 349
 350   int ret = 0;
 351   crypto_word_t saw_nonzero = 0;
 352   for (int i = 0; i < bn->width; i++) {
 353     crypto_word_t nonzero = ~constant_time_is_zero_w(bn->d[i]);
 354     crypto_word_t first_nonzero = ~saw_nonzero & nonzero;
 355     saw_nonzero |= nonzero;
 356
 357     int bits = bn_count_low_zero_bits_word(bn->d[i]);
 358     ret |= first_nonzero & (i * BN_BITS2 + bits);
 359   }
 360
 361   // If got to the end of |bn| and saw no non-zero words, |bn| is zero. |ret|
 362   // will then remain zero.
 363   return ret;
 364 }