Some cleanups (removed unused files, split i15 code into per-function files).
[BearSSL] / src / int / i15_core.c
diff --git a/src/int/i15_core.c b/src/int/i15_core.c
deleted file mode 100644 (file)
index a33469a..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,480 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2017 Thomas Pornin <pornin@bolet.org>
- *
- * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining 
- * a copy of this software and associated documentation files (the
- * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
- * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
- * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
- * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
- * the following conditions:
- *
- * The above copyright notice and this permission notice shall be 
- * included in all copies or substantial portions of the Software.
- *
- * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, 
- * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
- * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND 
- * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
- * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
- * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
- * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
- * SOFTWARE.
- */
-
-#include "inner.h"
-
-/*
- * This file contains the core "big integer" functions for the i15
- * implementation, that represents integers as sequences of 15-bit
- * words.
- */
-
-/* see inner.h */
-uint32_t
-br_i15_iszero(const uint16_t *x)
-{
-       uint32_t z;
-       size_t u;
-
-       z = 0;
-       for (u = (x[0] + 15) >> 4; u > 0; u --) {
-               z |= x[u];
-       }
-       return ~(z | -z) >> 31;
-}
-
-/* see inner.h */
-uint16_t
-br_i15_ninv15(uint16_t x)
-{
-       uint32_t y;
-
-       y = 2 - x;
-       y = MUL15(y, 2 - MUL15(x, y));
-       y = MUL15(y, 2 - MUL15(x, y));
-       y = MUL15(y, 2 - MUL15(x, y));
-       return MUX(x & 1, -y, 0) & 0x7FFF;
-}
-
-/* see inner.h */
-uint32_t
-br_i15_add(uint16_t *a, const uint16_t *b, uint32_t ctl)
-{
-       uint32_t cc;
-       size_t u, m;
-
-       cc = 0;
-       m = (a[0] + 31) >> 4;
-       for (u = 1; u < m; u ++) {
-               uint32_t aw, bw, naw;
-
-               aw = a[u];
-               bw = b[u];
-               naw = aw + bw + cc;
-               cc = naw >> 15;
-               a[u] = MUX(ctl, naw & 0x7FFF, aw);
-       }
-       return cc;
-}
-
-/* see inner.h */
-uint32_t
-br_i15_sub(uint16_t *a, const uint16_t *b, uint32_t ctl)
-{
-       uint32_t cc;
-       size_t u, m;
-
-       cc = 0;
-       m = (a[0] + 31) >> 4;
-       for (u = 1; u < m; u ++) {
-               uint32_t aw, bw, naw;
-
-               aw = a[u];
-               bw = b[u];
-               naw = aw - bw - cc;
-               cc = naw >> 31;
-               a[u] = MUX(ctl, naw & 0x7FFF, aw);
-       }
-       return cc;
-}
-
-/*
- * Constant-time division. The divisor must not be larger than 16 bits,
- * and the quotient must fit on 17 bits.
- */
-static uint32_t
-divrem16(uint32_t x, uint32_t d, uint32_t *r)
-{
-       int i;
-       uint32_t q;
-
-       q = 0;
-       d <<= 16;
-       for (i = 16; i >= 0; i --) {
-               uint32_t ctl;
-
-               ctl = LE(d, x);
-               q |= ctl << i;
-               x -= (-ctl) & d;
-               d >>= 1;
-       }
-       if (r != NULL) {
-               *r = x;
-       }
-       return q;
-}
-
-/* see inner.h */
-void
-br_i15_muladd_small(uint16_t *x, uint16_t z, const uint16_t *m)
-{
-       /*
-        * Constant-time: we accept to leak the exact bit length of the
-        * modulus m.
-        */
-       unsigned m_bitlen, mblr;
-       size_t u, mlen;
-       uint32_t hi, a0, a, b, q;
-       uint32_t cc, tb, over, under;
-
-       /*
-        * Simple case: the modulus fits on one word.
-        */
-       m_bitlen = m[0];
-       if (m_bitlen == 0) {
-               return;
-       }
-       if (m_bitlen <= 15) {
-               uint32_t rem;
-
-               divrem16(((uint32_t)x[1] << 15) | z, m[1], &rem);
-               x[1] = rem;
-               return;
-       }
-       mlen = (m_bitlen + 15) >> 4;
-       mblr = m_bitlen & 15;
-
-       /*
-        * Principle: we estimate the quotient (x*2^15+z)/m by
-        * doing a 30/15 division with the high words.
-        *
-        * Let:
-        *   w = 2^15
-        *   a = (w*a0 + a1) * w^N + a2
-        *   b = b0 * w^N + b2
-        * such that:
-        *   0 <= a0 < w
-        *   0 <= a1 < w
-        *   0 <= a2 < w^N
-        *   w/2 <= b0 < w
-        *   0 <= b2 < w^N
-        *   a < w*b
-        * I.e. the two top words of a are a0:a1, the top word of b is
-        * b0, we ensured that b0 is "full" (high bit set), and a is
-        * such that the quotient q = a/b fits on one word (0 <= q < w).
-        *
-        * If a = b*q + r (with 0 <= r < q), then we can estimate q by
-        * using a division on the top words:
-        *   a0*w + a1 = b0*u + v (with 0 <= v < b0)
-        * Then the following holds:
-        *   0 <= u <= w
-        *   u-2 <= q <= u
-        */
-       hi = x[mlen];
-       if (mblr == 0) {
-               a0 = x[mlen];
-               memmove(x + 2, x + 1, (mlen - 1) * sizeof *x);
-               x[1] = z;
-               a = (a0 << 15) + x[mlen];
-               b = m[mlen];
-       } else {
-               a0 = (x[mlen] << (15 - mblr)) | (x[mlen - 1] >> mblr);
-               memmove(x + 2, x + 1, (mlen - 1) * sizeof *x);
-               x[1] = z;
-               a = (a0 << 15) | (((x[mlen] << (15 - mblr))
-                       | (x[mlen - 1] >> mblr)) & 0x7FFF);
-               b = (m[mlen] << (15 - mblr)) | (m[mlen - 1] >> mblr);
-       }
-       q = divrem16(a, b, NULL);
-
-       /*
-        * We computed an estimate for q, but the real one may be q,
-        * q-1 or q-2; moreover, the division may have returned a value
-        * 8000 or even 8001 if the two high words were identical, and
-        * we want to avoid values beyond 7FFF. We thus adjust q so
-        * that the "true" multiplier will be q+1, q or q-1, and q is
-        * in the 0000..7FFF range.
-        */
-       q = MUX(EQ(b, a0), 0x7FFF, q - 1 + ((q - 1) >> 31));
-
-       /*
-        * We subtract q*m from x (x has an extra high word of value 'hi').
-        * Since q may be off by 1 (in either direction), we may have to
-        * add or subtract m afterwards.
-        *
-        * The 'tb' flag will be true (1) at the end of the loop if the
-        * result is greater than or equal to the modulus (not counting
-        * 'hi' or the carry).
-        */
-       cc = 0;
-       tb = 1;
-       for (u = 1; u <= mlen; u ++) {
-               uint32_t mw, zl, xw, nxw;
-
-               mw = m[u];
-               zl = MUL15(mw, q) + cc;
-               cc = zl >> 15;
-               zl &= 0x7FFF;
-               xw = x[u];
-               nxw = xw - zl;
-               cc += nxw >> 31;
-               nxw &= 0x7FFF;
-               x[u] = nxw;
-               tb = MUX(EQ(nxw, mw), tb, GT(nxw, mw));
-       }
-
-       /*
-        * If we underestimated q, then either cc < hi (one extra bit
-        * beyond the top array word), or cc == hi and tb is true (no
-        * extra bit, but the result is not lower than the modulus).
-        *
-        * If we overestimated q, then cc > hi.
-        */
-       over = GT(cc, hi);
-       under = ~over & (tb | LT(cc, hi));
-       br_i15_add(x, m, over);
-       br_i15_sub(x, m, under);
-}
-
-/* see inner.h */
-void
-br_i15_montymul(uint16_t *d, const uint16_t *x, const uint16_t *y,
-       const uint16_t *m, uint16_t m0i)
-{
-       size_t len, len4, u, v;
-       uint32_t dh;
-
-       len = (m[0] + 15) >> 4;
-       len4 = len & ~(size_t)3;
-       br_i15_zero(d, m[0]);
-       dh = 0;
-       for (u = 0; u < len; u ++) {
-               uint32_t f, xu, r, zh;
-
-               xu = x[u + 1];
-               f = MUL15((d[1] + MUL15(x[u + 1], y[1])) & 0x7FFF, m0i)
-                       & 0x7FFF;
-
-               r = 0;
-               for (v = 0; v < len4; v += 4) {
-                       uint32_t z;
-
-                       z = d[v + 1] + MUL15(xu, y[v + 1])
-                               + MUL15(f, m[v + 1]) + r;
-                       r = z >> 15;
-                       d[v + 0] = z & 0x7FFF;
-                       z = d[v + 2] + MUL15(xu, y[v + 2])
-                               + MUL15(f, m[v + 2]) + r;
-                       r = z >> 15;
-                       d[v + 1] = z & 0x7FFF;
-                       z = d[v + 3] + MUL15(xu, y[v + 3])
-                               + MUL15(f, m[v + 3]) + r;
-                       r = z >> 15;
-                       d[v + 2] = z & 0x7FFF;
-                       z = d[v + 4] + MUL15(xu, y[v + 4])
-                               + MUL15(f, m[v + 4]) + r;
-                       r = z >> 15;
-                       d[v + 3] = z & 0x7FFF;
-               }
-               for (; v < len; v ++) {
-                       uint32_t z;
-
-                       z = d[v + 1] + MUL15(xu, y[v + 1])
-                               + MUL15(f, m[v + 1]) + r;
-                       r = z >> 15;
-                       d[v + 0] = z & 0x7FFF;
-               }
-
-               zh = dh + r;
-               d[len] = zh & 0x7FFF;
-               dh = zh >> 15;
-       }
-
-       /*
-        * Restore the bit length (it was overwritten in the loop above).
-        */
-       d[0] = m[0];
-
-       /*
-        * d[] may be greater than m[], but it is still lower than twice
-        * the modulus.
-        */
-       br_i15_sub(d, m, NEQ(dh, 0) | NOT(br_i15_sub(d, m, 0)));
-}
-
-/* see inner.h */
-void
-br_i15_to_monty(uint16_t *x, const uint16_t *m)
-{
-       unsigned k;
-
-       for (k = (m[0] + 15) >> 4; k > 0; k --) {
-               br_i15_muladd_small(x, 0, m);
-       }
-}
-
-/* see inner.h */
-void
-br_i15_modpow(uint16_t *x,
-       const unsigned char *e, size_t elen,
-       const uint16_t *m, uint16_t m0i, uint16_t *t1, uint16_t *t2)
-{
-       size_t mlen;
-       unsigned k;
-
-       mlen = ((m[0] + 31) >> 4) * sizeof m[0];
-       memcpy(t1, x, mlen);
-       br_i15_to_monty(t1, m);
-       br_i15_zero(x, m[0]);
-       x[1] = 1;
-       for (k = 0; k < ((unsigned)elen << 3); k ++) {
-               uint32_t ctl;
-
-               ctl = (e[elen - 1 - (k >> 3)] >> (k & 7)) & 1;
-               br_i15_montymul(t2, x, t1, m, m0i);
-               CCOPY(ctl, x, t2, mlen);
-               br_i15_montymul(t2, t1, t1, m, m0i);
-               memcpy(t1, t2, mlen);
-       }
-}
-
-/* see inner.h */
-void
-br_i15_encode(void *dst, size_t len, const uint16_t *x)
-{
-       unsigned char *buf;
-       size_t u, xlen;
-       uint32_t acc;
-       int acc_len;
-
-       xlen = (x[0] + 15) >> 4;
-       if (xlen == 0) {
-               memset(dst, 0, len);
-               return;
-       }
-       u = 1;
-       acc = 0;
-       acc_len = 0;
-       buf = dst;
-       while (len -- > 0) {
-               if (acc_len < 8) {
-                       if (u <= xlen) {
-                               acc += (uint32_t)x[u ++] << acc_len;
-                       }
-                       acc_len += 15;
-               }
-               buf[len] = (unsigned char)acc;
-               acc >>= 8;
-               acc_len -= 8;
-       }
-}
-
-/* see inner.h */
-uint32_t
-br_i15_decode_mod(uint16_t *x, const void *src, size_t len, const uint16_t *m)
-{
-       /*
-        * Two-pass algorithm: in the first pass, we determine whether the
-        * value fits; in the second pass, we do the actual write.
-        *
-        * During the first pass, 'r' contains the comparison result so
-        * far:
-        *  0x00000000   value is equal to the modulus
-        *  0x00000001   value is greater than the modulus
-        *  0xFFFFFFFF   value is lower than the modulus
-        *
-        * Since we iterate starting with the least significant bytes (at
-        * the end of src[]), each new comparison overrides the previous
-        * except when the comparison yields 0 (equal).
-        *
-        * During the second pass, 'r' is either 0xFFFFFFFF (value fits)
-        * or 0x00000000 (value does not fit).
-        *
-        * We must iterate over all bytes of the source, _and_ possibly
-        * some extra virutal bytes (with value 0) so as to cover the
-        * complete modulus as well. We also add 4 such extra bytes beyond
-        * the modulus length because it then guarantees that no accumulated
-        * partial word remains to be processed.
-        */
-       const unsigned char *buf;
-       size_t mlen, tlen;
-       int pass;
-       uint32_t r;
-
-       buf = src;
-       mlen = (m[0] + 15) >> 4;
-       tlen = (mlen << 1);
-       if (tlen < len) {
-               tlen = len;
-       }
-       tlen += 4;
-       r = 0;
-       for (pass = 0; pass < 2; pass ++) {
-               size_t u, v;
-               uint32_t acc;
-               int acc_len;
-
-               v = 1;
-               acc = 0;
-               acc_len = 0;
-               for (u = 0; u < tlen; u ++) {
-                       uint32_t b;
-
-                       if (u < len) {
-                               b = buf[len - 1 - u];
-                       } else {
-                               b = 0;
-                       }
-                       acc |= (b << acc_len);
-                       acc_len += 8;
-                       if (acc_len >= 15) {
-                               uint32_t xw;
-
-                               xw = acc & (uint32_t)0x7FFF;
-                               acc_len -= 15;
-                               acc = b >> (8 - acc_len);
-                               if (v <= mlen) {
-                                       if (pass) {
-                                               x[v] = r & xw;
-                                       } else {
-                                               uint32_t cc;
-
-                                               cc = (uint32_t)CMP(xw, m[v]);
-                                               r = MUX(EQ(cc, 0), r, cc);
-                                       }
-                               } else {
-                                       if (!pass) {
-                                               r = MUX(EQ(xw, 0), r, 1);
-                                       }
-                               }
-                               v ++;
-                       }
-               }
-
-               /*
-                * When we reach this point at the end of the first pass:
-                * r is either 0, 1 or -1; we want to set r to 0 if it
-                * is equal to 0 or 1, and leave it to -1 otherwise.
-                *
-                * When we reach this point at the end of the second pass:
-                * r is either 0 or -1; we want to leave that value
-                * untouched. This is a subcase of the previous.
-                */
-               r >>= 1;
-               r |= (r << 1);
-       }
-
-       x[0] = m[0];
-       return r & (uint32_t)1;
-}