Added optimised implementation of P-256 that uses 32->64 multiplications (MUL31).
authorThomas Pornin <pornin@bolet.org>
Mon, 16 Jan 2017 17:04:40 +0000 (18:04 +0100)
committerThomas Pornin <pornin@bolet.org>
Mon, 16 Jan 2017 17:04:40 +0000 (18:04 +0100)
Makefile
inc/bearssl_ec.h
src/ec/ec_all_m31.c [new file with mode: 0644]
src/ec/ec_c25519_i15.c
src/ec/ec_c25519_i31.c
src/ec/ec_p256_m15.c
src/ec/ec_p256_m31.c [new file with mode: 0644]
test/test_crypto.c
test/test_speed.c

index 336e004..32980cc 100644 (file)
--- a/Makefile
+++ b/Makefile
@@ -47,7 +47,7 @@ TESTX509 = testx509
 TESTMATH = testmath
 
 OBJCODEC = $(BUILD)/ccopy.o $(BUILD)/dec16be.o $(BUILD)/dec16le.o $(BUILD)/dec32be.o $(BUILD)/dec32le.o $(BUILD)/dec64be.o $(BUILD)/dec64le.o $(BUILD)/enc16be.o $(BUILD)/enc16le.o $(BUILD)/enc32be.o $(BUILD)/enc32le.o $(BUILD)/enc64be.o $(BUILD)/enc64le.o $(BUILD)/pemdec.o
 TESTMATH = testmath
 
 OBJCODEC = $(BUILD)/ccopy.o $(BUILD)/dec16be.o $(BUILD)/dec16le.o $(BUILD)/dec32be.o $(BUILD)/dec32le.o $(BUILD)/dec64be.o $(BUILD)/dec64le.o $(BUILD)/enc16be.o $(BUILD)/enc16le.o $(BUILD)/enc32be.o $(BUILD)/enc32le.o $(BUILD)/enc64be.o $(BUILD)/enc64le.o $(BUILD)/pemdec.o
-OBJEC = $(BUILD)/ec_all_m15.o $(BUILD)/ec_c25519_i15.o $(BUILD)/ec_c25519_i31.o $(BUILD)/ec_c25519_m15.o $(BUILD)/ec_c25519_m31.o $(BUILD)/ec_curve25519.o $(BUILD)/ec_p256_m15.o $(BUILD)/ec_prime_i15.o $(BUILD)/ec_prime_i31.o $(BUILD)/ec_secp256r1.o $(BUILD)/ec_secp384r1.o $(BUILD)/ec_secp521r1.o $(BUILD)/ecdsa_atr.o $(BUILD)/ecdsa_i15_bits.o $(BUILD)/ecdsa_i15_sign_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i15_sign_raw.o $(BUILD)/ecdsa_i15_vrfy_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i15_vrfy_raw.o $(BUILD)/ecdsa_i31_bits.o $(BUILD)/ecdsa_i31_sign_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i31_sign_raw.o $(BUILD)/ecdsa_i31_vrfy_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i31_vrfy_raw.o $(BUILD)/ecdsa_rta.o
+OBJEC = $(BUILD)/ec_all_m15.o $(BUILD)/ec_all_m31.o $(BUILD)/ec_c25519_i15.o $(BUILD)/ec_c25519_i31.o $(BUILD)/ec_c25519_m15.o $(BUILD)/ec_c25519_m31.o $(BUILD)/ec_curve25519.o $(BUILD)/ec_p256_m15.o $(BUILD)/ec_p256_m31.o $(BUILD)/ec_prime_i15.o $(BUILD)/ec_prime_i31.o $(BUILD)/ec_secp256r1.o $(BUILD)/ec_secp384r1.o $(BUILD)/ec_secp521r1.o $(BUILD)/ecdsa_atr.o $(BUILD)/ecdsa_i15_bits.o $(BUILD)/ecdsa_i15_sign_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i15_sign_raw.o $(BUILD)/ecdsa_i15_vrfy_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i15_vrfy_raw.o $(BUILD)/ecdsa_i31_bits.o $(BUILD)/ecdsa_i31_sign_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i31_sign_raw.o $(BUILD)/ecdsa_i31_vrfy_asn1.o $(BUILD)/ecdsa_i31_vrfy_raw.o $(BUILD)/ecdsa_rta.o
 # $(BUILD)/ec_prime_i31_secp256r1.o $(BUILD)/ec_prime_i31_secp384r1.o $(BUILD)/ec_prime_i31_secp521r1.o
 OBJHASH = $(BUILD)/dig_oid.o $(BUILD)/dig_size.o $(BUILD)/ghash_ctmul.o $(BUILD)/ghash_ctmul32.o $(BUILD)/ghash_ctmul64.o $(BUILD)/md5.o $(BUILD)/md5sha1.o $(BUILD)/multihash.o $(BUILD)/sha1.o $(BUILD)/sha2big.o $(BUILD)/sha2small.o
 OBJINT15 = $(BUILD)/i15_core.o $(BUILD)/i15_ext1.o $(BUILD)/i15_ext2.o
 # $(BUILD)/ec_prime_i31_secp256r1.o $(BUILD)/ec_prime_i31_secp384r1.o $(BUILD)/ec_prime_i31_secp521r1.o
 OBJHASH = $(BUILD)/dig_oid.o $(BUILD)/dig_size.o $(BUILD)/ghash_ctmul.o $(BUILD)/ghash_ctmul32.o $(BUILD)/ghash_ctmul64.o $(BUILD)/md5.o $(BUILD)/md5sha1.o $(BUILD)/multihash.o $(BUILD)/sha1.o $(BUILD)/sha2big.o $(BUILD)/sha2small.o
 OBJINT15 = $(BUILD)/i15_core.o $(BUILD)/i15_ext1.o $(BUILD)/i15_ext2.o
@@ -165,6 +165,9 @@ $(BUILD)/ec_g_secp521r1.o: src/ec/ec_g_secp521r1.c $(HEADERS)
 $(BUILD)/ec_all_m15.o: src/ec/ec_all_m15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_all_m15.o src/ec/ec_all_m15.c
 
 $(BUILD)/ec_all_m15.o: src/ec/ec_all_m15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_all_m15.o src/ec/ec_all_m15.c
 
+$(BUILD)/ec_all_m31.o: src/ec/ec_all_m31.c $(HEADERS)
+       $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_all_m31.o src/ec/ec_all_m31.c
+
 $(BUILD)/ec_c25519_i15.o: src/ec/ec_c25519_i15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_c25519_i15.o src/ec/ec_c25519_i15.c
 
 $(BUILD)/ec_c25519_i15.o: src/ec/ec_c25519_i15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_c25519_i15.o src/ec/ec_c25519_i15.c
 
@@ -183,6 +186,9 @@ $(BUILD)/ec_curve25519.o: src/ec/ec_curve25519.c $(HEADERS)
 $(BUILD)/ec_p256_m15.o: src/ec/ec_p256_m15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_p256_m15.o src/ec/ec_p256_m15.c
 
 $(BUILD)/ec_p256_m15.o: src/ec/ec_p256_m15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_p256_m15.o src/ec/ec_p256_m15.c
 
+$(BUILD)/ec_p256_m31.o: src/ec/ec_p256_m31.c $(HEADERS)
+       $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_p256_m31.o src/ec/ec_p256_m31.c
+
 $(BUILD)/ec_prime_i15.o: src/ec/ec_prime_i15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_prime_i15.o src/ec/ec_prime_i15.c
 
 $(BUILD)/ec_prime_i15.o: src/ec/ec_prime_i15.c $(HEADERS)
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $(BUILD)/ec_prime_i15.o src/ec/ec_prime_i15.c
 
index 283be0f..5022530 100644 (file)
@@ -436,6 +436,15 @@ extern const br_ec_impl br_ec_prime_i15;
  */
 extern const br_ec_impl br_ec_p256_m15;
 
  */
 extern const br_ec_impl br_ec_p256_m15;
 
+/**
+ * \brief EC implementation "m31" for P-256.
+ *
+ * This implementation uses specialised code for curve secp256r1 (also
+ * known as NIST P-256), relying on multiplications of 31-bit values
+ * (MUL31).
+ */
+extern const br_ec_impl br_ec_p256_m31;
+
 /**
  * \brief EC implementation "i15" (generic code) for Curve25519.
  *
 /**
  * \brief EC implementation "i15" (generic code) for Curve25519.
  *
diff --git a/src/ec/ec_all_m31.c b/src/ec/ec_all_m31.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0552c4b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,121 @@
+/*
+ * 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"
+
+static const unsigned char *
+api_generator(int curve, size_t *len)
+{
+       switch (curve) {
+       case BR_EC_secp256r1:
+               return br_ec_p256_m31.generator(curve, len);
+       case BR_EC_curve25519:
+               return br_ec_c25519_m31.generator(curve, len);
+       default:
+               return br_ec_prime_i31.generator(curve, len);
+       }
+}
+
+static const unsigned char *
+api_order(int curve, size_t *len)
+{
+       switch (curve) {
+       case BR_EC_secp256r1:
+               return br_ec_p256_m31.order(curve, len);
+       case BR_EC_curve25519:
+               return br_ec_c25519_m31.order(curve, len);
+       default:
+               return br_ec_prime_i31.order(curve, len);
+       }
+}
+
+static size_t
+api_xoff(int curve, size_t *len)
+{
+       switch (curve) {
+       case BR_EC_secp256r1:
+               return br_ec_p256_m31.xoff(curve, len);
+       case BR_EC_curve25519:
+               return br_ec_c25519_m31.xoff(curve, len);
+       default:
+               return br_ec_prime_i31.xoff(curve, len);
+       }
+}
+
+static uint32_t
+api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
+       const unsigned char *kb, size_t kblen, int curve)
+{
+       switch (curve) {
+       case BR_EC_secp256r1:
+               return br_ec_p256_m31.mul(G, Glen, kb, kblen, curve);
+       case BR_EC_curve25519:
+               return br_ec_c25519_m31.mul(G, Glen, kb, kblen, curve);
+       default:
+               return br_ec_prime_i31.mul(G, Glen, kb, kblen, curve);
+       }
+}
+
+static size_t
+api_mulgen(unsigned char *R,
+       const unsigned char *x, size_t xlen, int curve)
+{
+       switch (curve) {
+       case BR_EC_secp256r1:
+               return br_ec_p256_m31.mulgen(R, x, xlen, curve);
+       case BR_EC_curve25519:
+               return br_ec_c25519_m31.mulgen(R, x, xlen, curve);
+       default:
+               return br_ec_prime_i31.mulgen(R, x, xlen, curve);
+       }
+}
+
+static uint32_t
+api_muladd(unsigned char *A, const unsigned char *B, size_t len,
+       const unsigned char *x, size_t xlen,
+       const unsigned char *y, size_t ylen, int curve)
+{
+       switch (curve) {
+       case BR_EC_secp256r1:
+               return br_ec_p256_m31.muladd(A, B, len,
+                       x, xlen, y, ylen, curve);
+       case BR_EC_curve25519:
+               return br_ec_c25519_m31.muladd(A, B, len,
+                       x, xlen, y, ylen, curve);
+       default:
+               return br_ec_prime_i31.muladd(A, B, len,
+                       x, xlen, y, ylen, curve);
+       }
+}
+
+/* see bearssl_ec.h */
+const br_ec_impl br_ec_all_m31 = {
+       (uint32_t)0x23800000,
+       &api_generator,
+       &api_order,
+       &api_xoff,
+       &api_mul,
+       &api_mulgen,
+       &api_muladd
+};
index d88f19c..361e75f 100644 (file)
@@ -179,8 +179,14 @@ static uint32_t
 api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
        const unsigned char *kb, size_t kblen, int curve)
 {
 api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
        const unsigned char *kb, size_t kblen, int curve)
 {
+#define ILEN   (18 * sizeof(uint16_t))
+
+       /*
+        * The a[] and b[] arrays have an extra word to allow for
+        * decoding without using br_i15_decode_reduce().
+        */
        uint16_t x1[18], x2[18], x3[18], z2[18], z3[18];
        uint16_t x1[18], x2[18], x3[18], z2[18], z3[18];
-       uint16_t a[18], aa[18], b[18], bb[18];
+       uint16_t a[19], aa[18], b[19], bb[18];
        uint16_t c[18], d[18], e[18], da[18], cb[18];
        unsigned char k[32];
        uint32_t swap;
        uint16_t c[18], d[18], e[18], da[18], cb[18];
        unsigned char k[32];
        uint32_t swap;
@@ -205,17 +211,33 @@ api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
         */
        byteswap(G);
 
         */
        byteswap(G);
 
+       /*
+        * Decode the point ('u' coordinate). This should be reduced
+        * modulo p, but we prefer to avoid the dependency on
+        * br_i15_decode_reduce(). Instead, we use br_i15_decode_mod()
+        * with a synthetic modulus of value 2^255 (this must work
+        * since G was truncated to 255 bits), then use a conditional
+        * subtraction. We use br_i15_decode_mod() and not
+        * br_i15_decode(), because the ec_prime_i15 implementation uses
+        * the former but not the latter.
+        *    br_i15_decode_reduce(a, G, 32, C255_P);
+        */
+       br_i15_zero(b, 0x111);
+       b[18] = 1;
+       br_i15_decode_mod(a, G, 32, b);
+       a[0] = 0x110;
+       br_i15_sub(a, C255_P, NOT(br_i15_sub(a, C255_P, 0)));
+
        /*
         * Initialise variables x1, x2, z2, x3 and z3. We set all of them
         * into Montgomery representation.
         */
        /*
         * Initialise variables x1, x2, z2, x3 and z3. We set all of them
         * into Montgomery representation.
         */
-       br_i15_decode_reduce(a, G, 32, C255_P);
        br_i15_montymul(x1, a, C255_R2, C255_P, P0I);
        br_i15_montymul(x1, a, C255_R2, C255_P, P0I);
-       memcpy(x3, x1, sizeof x1);
+       memcpy(x3, x1, ILEN);
        br_i15_zero(z2, C255_P[0]);
        br_i15_zero(z2, C255_P[0]);
-       memcpy(x2, z2, sizeof z2);
+       memcpy(x2, z2, ILEN);
        x2[1] = 19;
        x2[1] = 19;
-       memcpy(z3, x2, sizeof x2);
+       memcpy(z3, x2, ILEN);
 
        memcpy(k, kb, kblen);
        memset(k + kblen, 0, (sizeof k) - kblen);
 
        memcpy(k, kb, kblen);
        memset(k + kblen, 0, (sizeof k) - kblen);
@@ -291,12 +313,12 @@ api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
         * square-and-multiply algorithm; we mutualise most non-squarings
         * since the exponent contains almost only ones.
         */
         * square-and-multiply algorithm; we mutualise most non-squarings
         * since the exponent contains almost only ones.
         */
-       memcpy(a, z2, sizeof z2);
+       memcpy(a, z2, ILEN);
        for (i = 0; i < 15; i ++) {
                c255_mul(a, a, a);
                c255_mul(a, a, z2);
        }
        for (i = 0; i < 15; i ++) {
                c255_mul(a, a, a);
                c255_mul(a, a, z2);
        }
-       memcpy(b, a, sizeof a);
+       memcpy(b, a, ILEN);
        for (i = 0; i < 14; i ++) {
                int j;
 
        for (i = 0; i < 14; i ++) {
                int j;
 
@@ -311,11 +333,23 @@ api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
                        c255_mul(b, z2, b);
                }
        }
                        c255_mul(b, z2, b);
                }
        }
-       c255_mul(x2, x2, b);
-       br_i15_from_monty(x2, C255_P, P0I);
+       c255_mul(b, x2, b);
+
+       /*
+        * To avoid a dependency on br_i15_from_monty(), we use a
+        * Montgomery multiplication with 1.
+        *    memcpy(x2, b, ILEN);
+        *    br_i15_from_monty(x2, C255_P, P0I);
+        */
+       br_i15_zero(a, C255_P[0]);
+       a[1] = 1;
+       br_i15_montymul(x2, a, b, C255_P, P0I);
+
        br_i15_encode(G, 32, x2);
        byteswap(G);
        return 1;
        br_i15_encode(G, 32, x2);
        byteswap(G);
        return 1;
+
+#undef ILEN
 }
 
 static size_t
 }
 
 static size_t
index 05ebe3c..aa88dd6 100644 (file)
@@ -202,11 +202,27 @@ api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
         */
        byteswap(G);
 
         */
        byteswap(G);
 
+       /*
+        * Decode the point ('u' coordinate). This should be reduced
+        * modulo p, but we prefer to avoid the dependency on
+        * br_i31_decode_reduce(). Instead, we use br_i31_decode_mod()
+        * with a synthetic modulus of value 2^255 (this must work
+        * since G was truncated to 255 bits), then use a conditional
+        * subtraction. We use br_i31_decode_mod() and not
+        * br_i31_decode(), because the ec_prime_i31 implementation uses
+        * the former but not the latter.
+        *    br_i31_decode_reduce(a, G, 32, C255_P);
+        */
+       br_i31_zero(b, 0x108);
+       b[9] = 0x0100;
+       br_i31_decode_mod(a, G, 32, b);
+       a[0] = 0x107;
+       br_i31_sub(a, C255_P, NOT(br_i31_sub(a, C255_P, 0)));
+
        /*
         * Initialise variables x1, x2, z2, x3 and z3. We set all of them
         * into Montgomery representation.
         */
        /*
         * Initialise variables x1, x2, z2, x3 and z3. We set all of them
         * into Montgomery representation.
         */
-       br_i31_decode_reduce(a, G, 32, C255_P);
        br_i31_montymul(x1, a, C255_R2, C255_P, P0I);
        memcpy(x3, x1, sizeof x1);
        br_i31_zero(z2, C255_P[0]);
        br_i31_montymul(x1, a, C255_R2, C255_P, P0I);
        memcpy(x3, x1, sizeof x1);
        br_i31_zero(z2, C255_P[0]);
@@ -308,8 +324,18 @@ api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
                        c255_mul(b, z2, b);
                }
        }
                        c255_mul(b, z2, b);
                }
        }
-       c255_mul(x2, x2, b);
-       br_i31_from_monty(x2, C255_P, P0I);
+       c255_mul(b, x2, b);
+
+       /*
+        * To avoid a dependency on br_i31_from_monty(), we use
+        * a Montgomery multiplication with 1.
+        *    memcpy(x2, b, sizeof b);
+        *    br_i31_from_monty(x2, C255_P, P0I);
+        */
+       br_i31_zero(a, C255_P[0]);
+       a[1] = 1;
+       br_i31_montymul(x2, a, b, C255_P, P0I);
+
        br_i31_encode(G, 32, x2);
        byteswap(G);
        return 1;
        br_i31_encode(G, 32, x2);
        byteswap(G);
        return 1;
index 0d40aef..06eee86 100644 (file)
@@ -1101,18 +1101,20 @@ mul_f256(uint32_t *d, const uint32_t *a, const uint32_t *b)
        }
 
        /*
        }
 
        /*
-        * Propagate carries. Since the operation above really is a
-        * truncature, followed by the addition of nonnegative values,
-        * the result will be positive. Moreover, the carry cannot
-        * exceed 5 bits (we performed 20 additions with values smaller
-        * than 256 bits).
+        * Propagate carries. This is a signed propagation, and the
+        * result may be negative. The loop above may enlarge values,
+        * but not two much: worst case is the chain involving t[i - 3],
+        * in which a value may be added to itself up to 7 times. Since
+        * starting values are 13-bit each, all words fit on 20 bits
+        * (21 to account for the sign bit).
         */
        cc = norm13(t, t, 20);
 
        /*
         * Perform modular reduction again for the bits beyond 256 (the carry
         */
        cc = norm13(t, t, 20);
 
        /*
         * Perform modular reduction again for the bits beyond 256 (the carry
-        * and the bits 256..259). This time, we can simply inject full
-        * word values.
+        * and the bits 256..259). Since the largest shift below is by 10
+        * bits, and the values fit on 21 bits, values fit in 32-bit words,
+        * thereby allowing injecting full word values.
         */
        cc = (cc << 4) | (t[19] >> 9);
        t[19] &= 0x01FF;
         */
        cc = (cc << 4) | (t[19] >> 9);
        t[19] &= 0x01FF;
@@ -1172,18 +1174,20 @@ square_f256(uint32_t *d, const uint32_t *a)
        }
 
        /*
        }
 
        /*
-        * Propagate carries. Since the operation above really is a
-        * truncature, followed by the addition of nonnegative values,
-        * the result will be positive. Moreover, the carry cannot
-        * exceed 5 bits (we performed 20 additions with values smaller
-        * than 256 bits).
+        * Propagate carries. This is a signed propagation, and the
+        * result may be negative. The loop above may enlarge values,
+        * but not two much: worst case is the chain involving t[i - 3],
+        * in which a value may be added to itself up to 7 times. Since
+        * starting values are 13-bit each, all words fit on 20 bits
+        * (21 to account for the sign bit).
         */
        cc = norm13(t, t, 20);
 
        /*
         * Perform modular reduction again for the bits beyond 256 (the carry
         */
        cc = norm13(t, t, 20);
 
        /*
         * Perform modular reduction again for the bits beyond 256 (the carry
-        * and the bits 256..259). This time, we can simply inject full
-        * word values.
+        * and the bits 256..259). Since the largest shift below is by 10
+        * bits, and the values fit on 21 bits, values fit in 32-bit words,
+        * thereby allowing injecting full word values.
         */
        cc = (cc << 4) | (t[19] >> 9);
        t[19] &= 0x01FF;
         */
        cc = (cc << 4) | (t[19] >> 9);
        t[19] &= 0x01FF;
diff --git a/src/ec/ec_p256_m31.c b/src/ec/ec_p256_m31.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0631a13
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1447 @@
+/*
+ * 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"
+
+/*
+ * If BR_NO_ARITH_SHIFT is undefined, or defined to 0, then we _assume_
+ * that right-shifting a signed negative integer copies the sign bit
+ * (arithmetic right-shift). This is "implementation-defined behaviour",
+ * i.e. it is not undefined, but it may differ between compilers. Each
+ * compiler is supposed to document its behaviour in that respect. GCC
+ * explicitly defines that an arithmetic right shift is used. We expect
+ * all other compilers to do the same, because underlying CPU offer an
+ * arithmetic right shift opcode that could not be used otherwise.
+ */
+#if BR_NO_ARITH_SHIFT
+#define ARSH(x, n)    (((uint32_t)(x) >> (n)) \
+                      | ((-((uint32_t)(x) >> 31)) << (32 - (n))))
+#define ARSHW(x, n)   (((uint64_t)(x) >> (n)) \
+                      | ((-((uint64_t)(x) >> 63)) << (64 - (n))))
+#else
+#define ARSH(x, n)    ((*(int32_t *)&(x)) >> (n))
+#define ARSHW(x, n)   ((*(int64_t *)&(x)) >> (n))
+#endif
+
+/*
+ * Convert an integer from unsigned big-endian encoding to a sequence of
+ * 30-bit words in little-endian order. The final "partial" word is
+ * returned.
+ */
+static uint32_t
+be8_to_le30(uint32_t *dst, const unsigned char *src, size_t len)
+{
+       uint32_t acc;
+       int acc_len;
+
+       acc = 0;
+       acc_len = 0;
+       while (len -- > 0) {
+               uint32_t b;
+
+               b = src[len];
+               if (acc_len < 22) {
+                       acc |= b << acc_len;
+                       acc_len += 8;
+               } else {
+                       *dst ++ = (acc | (b << acc_len)) & 0x3FFFFFFF;
+                       acc = b >> (30 - acc_len);
+                       acc_len -= 22;
+               }
+       }
+       return acc;
+}
+
+/*
+ * Convert an integer (30-bit words, little-endian) to unsigned
+ * big-endian encoding. The total encoding length is provided; all
+ * the destination bytes will be filled.
+ */
+static void
+le30_to_be8(unsigned char *dst, size_t len, const uint32_t *src)
+{
+       uint32_t acc;
+       int acc_len;
+
+       acc = 0;
+       acc_len = 0;
+       while (len -- > 0) {
+               if (acc_len < 8) {
+                       uint32_t w;
+
+                       w = *src ++;
+                       dst[len] = (unsigned char)(acc | (w << acc_len));
+                       acc = w >> (8 - acc_len);
+                       acc_len += 22;
+               } else {
+                       dst[len] = (unsigned char)acc;
+                       acc >>= 8;
+                       acc_len -= 8;
+               }
+       }
+}
+
+/*
+ * Multiply two integers. Source integers are represented as arrays of
+ * nine 30-bit words, for values up to 2^270-1. Result is encoded over
+ * 18 words of 30 bits each.
+ */
+static void
+mul9(uint32_t *d, const uint32_t *a, const uint32_t *b)
+{
+       /*
+        * Maximum intermediate result is no more than
+        * 10376293531797946367, which fits in 64 bits. Reason:
+        *
+        *   10376293531797946367 = 9 * (2^30-1)^2 + 9663676406
+        *   10376293531797946367 < 9663676407 * 2^30
+        *
+        * Thus, adding together 9 products of 30-bit integers, with
+        * a carry of at most 9663676406, yields an integer that fits
+        * on 64 bits and generates a carry of at most 9663676406.
+        */
+       uint64_t t[17];
+       uint64_t cc;
+       int i;
+
+       t[ 0] = MUL31(a[0], b[0]);
+       t[ 1] = MUL31(a[0], b[1])
+               + MUL31(a[1], b[0]);
+       t[ 2] = MUL31(a[0], b[2])
+               + MUL31(a[1], b[1])
+               + MUL31(a[2], b[0]);
+       t[ 3] = MUL31(a[0], b[3])
+               + MUL31(a[1], b[2])
+               + MUL31(a[2], b[1])
+               + MUL31(a[3], b[0]);
+       t[ 4] = MUL31(a[0], b[4])
+               + MUL31(a[1], b[3])
+               + MUL31(a[2], b[2])
+               + MUL31(a[3], b[1])
+               + MUL31(a[4], b[0]);
+       t[ 5] = MUL31(a[0], b[5])
+               + MUL31(a[1], b[4])
+               + MUL31(a[2], b[3])
+               + MUL31(a[3], b[2])
+               + MUL31(a[4], b[1])
+               + MUL31(a[5], b[0]);
+       t[ 6] = MUL31(a[0], b[6])
+               + MUL31(a[1], b[5])
+               + MUL31(a[2], b[4])
+               + MUL31(a[3], b[3])
+               + MUL31(a[4], b[2])
+               + MUL31(a[5], b[1])
+               + MUL31(a[6], b[0]);
+       t[ 7] = MUL31(a[0], b[7])
+               + MUL31(a[1], b[6])
+               + MUL31(a[2], b[5])
+               + MUL31(a[3], b[4])
+               + MUL31(a[4], b[3])
+               + MUL31(a[5], b[2])
+               + MUL31(a[6], b[1])
+               + MUL31(a[7], b[0]);
+       t[ 8] = MUL31(a[0], b[8])
+               + MUL31(a[1], b[7])
+               + MUL31(a[2], b[6])
+               + MUL31(a[3], b[5])
+               + MUL31(a[4], b[4])
+               + MUL31(a[5], b[3])
+               + MUL31(a[6], b[2])
+               + MUL31(a[7], b[1])
+               + MUL31(a[8], b[0]);
+       t[ 9] = MUL31(a[1], b[8])
+               + MUL31(a[2], b[7])
+               + MUL31(a[3], b[6])
+               + MUL31(a[4], b[5])
+               + MUL31(a[5], b[4])
+               + MUL31(a[6], b[3])
+               + MUL31(a[7], b[2])
+               + MUL31(a[8], b[1]);
+       t[10] = MUL31(a[2], b[8])
+               + MUL31(a[3], b[7])
+               + MUL31(a[4], b[6])
+               + MUL31(a[5], b[5])
+               + MUL31(a[6], b[4])
+               + MUL31(a[7], b[3])
+               + MUL31(a[8], b[2]);
+       t[11] = MUL31(a[3], b[8])
+               + MUL31(a[4], b[7])
+               + MUL31(a[5], b[6])
+               + MUL31(a[6], b[5])
+               + MUL31(a[7], b[4])
+               + MUL31(a[8], b[3]);
+       t[12] = MUL31(a[4], b[8])
+               + MUL31(a[5], b[7])
+               + MUL31(a[6], b[6])
+               + MUL31(a[7], b[5])
+               + MUL31(a[8], b[4]);
+       t[13] = MUL31(a[5], b[8])
+               + MUL31(a[6], b[7])
+               + MUL31(a[7], b[6])
+               + MUL31(a[8], b[5]);
+       t[14] = MUL31(a[6], b[8])
+               + MUL31(a[7], b[7])
+               + MUL31(a[8], b[6]);
+       t[15] = MUL31(a[7], b[8])
+               + MUL31(a[8], b[7]);
+       t[16] = MUL31(a[8], b[8]);
+
+       /*
+        * Propagate carries.
+        */
+       cc = 0;
+       for (i = 0; i < 17; i ++) {
+               uint64_t w;
+
+               w = t[i] + cc;
+               d[i] = (uint32_t)w & 0x3FFFFFFF;
+               cc = w >> 30;
+       }
+       d[17] = (uint32_t)cc;
+}
+
+/*
+ * Square a 270-bit integer, represented as an array of nine 30-bit words.
+ * Result uses 18 words of 30 bits each.
+ */
+static void
+square9(uint32_t *d, const uint32_t *a)
+{
+       uint64_t t[17];
+       uint64_t cc;
+       int i;
+
+       t[ 0] = MUL31(a[0], a[0]);
+       t[ 1] = ((MUL31(a[0], a[1])) << 1);
+       t[ 2] = MUL31(a[1], a[1])
+               + ((MUL31(a[0], a[2])) << 1);
+       t[ 3] = ((MUL31(a[0], a[3])
+               + MUL31(a[1], a[2])) << 1);
+       t[ 4] = MUL31(a[2], a[2])
+               + ((MUL31(a[0], a[4])
+               + MUL31(a[1], a[3])) << 1);
+       t[ 5] = ((MUL31(a[0], a[5])
+               + MUL31(a[1], a[4])
+               + MUL31(a[2], a[3])) << 1);
+       t[ 6] = MUL31(a[3], a[3])
+               + ((MUL31(a[0], a[6])
+               + MUL31(a[1], a[5])
+               + MUL31(a[2], a[4])) << 1);
+       t[ 7] = ((MUL31(a[0], a[7])
+               + MUL31(a[1], a[6])
+               + MUL31(a[2], a[5])
+               + MUL31(a[3], a[4])) << 1);
+       t[ 8] = MUL31(a[4], a[4])
+               + ((MUL31(a[0], a[8])
+               + MUL31(a[1], a[7])
+               + MUL31(a[2], a[6])
+               + MUL31(a[3], a[5])) << 1);
+       t[ 9] = ((MUL31(a[1], a[8])
+               + MUL31(a[2], a[7])
+               + MUL31(a[3], a[6])
+               + MUL31(a[4], a[5])) << 1);
+       t[10] = MUL31(a[5], a[5])
+               + ((MUL31(a[2], a[8])
+               + MUL31(a[3], a[7])
+               + MUL31(a[4], a[6])) << 1);
+       t[11] = ((MUL31(a[3], a[8])
+               + MUL31(a[4], a[7])
+               + MUL31(a[5], a[6])) << 1);
+       t[12] = MUL31(a[6], a[6])
+               + ((MUL31(a[4], a[8])
+               + MUL31(a[5], a[7])) << 1);
+       t[13] = ((MUL31(a[5], a[8])
+               + MUL31(a[6], a[7])) << 1);
+       t[14] = MUL31(a[7], a[7])
+               + ((MUL31(a[6], a[8])) << 1);
+       t[15] = ((MUL31(a[7], a[8])) << 1);
+       t[16] = MUL31(a[8], a[8]);
+
+       /*
+        * Propagate carries.
+        */
+       cc = 0;
+       for (i = 0; i < 17; i ++) {
+               uint64_t w;
+
+               w = t[i] + cc;
+               d[i] = (uint32_t)w & 0x3FFFFFFF;
+               cc = w >> 30;
+       }
+       d[17] = (uint32_t)cc;
+}
+
+/*
+ * Base field modulus for P-256.
+ */
+static const uint32_t F256[] = {
+
+       0x3FFFFFFF, 0x3FFFFFFF, 0x3FFFFFFF, 0x0000003F, 0x00000000,
+       0x00000000, 0x00001000, 0x3FFFC000, 0x0000FFFF
+};
+
+/*
+ * The 'b' curve equation coefficient for P-256.
+ */
+static const uint32_t P256_B[] = {
+
+       0x27D2604B, 0x2F38F0F8, 0x053B0F63, 0x0741AC33, 0x1886BC65,
+       0x2EF555DA, 0x293E7B3E, 0x0D762A8E, 0x00005AC6
+};
+
+/*
+ * Addition in the field. Source operands shall fit on 257 bits; output
+ * will be lower than twice the modulus.
+ */
+static void
+add_f256(uint32_t *d, const uint32_t *a, const uint32_t *b)
+{
+       uint32_t w, cc;
+       int i;
+
+       cc = 0;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               w = a[i] + b[i] + cc;
+               d[i] = w & 0x3FFFFFFF;
+               cc = w >> 30;
+       }
+       w >>= 16;
+       d[8] &= 0xFFFF;
+       d[3] -= w << 6;
+       d[6] -= w << 12;
+       d[7] += w << 14;
+       cc = w;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               w = d[i] + cc;
+               d[i] = w & 0x3FFFFFFF;
+               cc = ARSH(w, 30);
+       }
+}
+
+/*
+ * Subtraction in the field. Source operands shall be smaller than twice
+ * the modulus; the result will fulfil the same property.
+ */
+static void
+sub_f256(uint32_t *d, const uint32_t *a, const uint32_t *b)
+{
+       uint32_t w, cc;
+       int i;
+
+       /*
+        * We really compute a - b + 2*p to make sure that the result is
+        * positive.
+        */
+       w = a[0] - b[0] - 0x00002;
+       d[0] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[1] - b[1] + ARSH(w, 30);
+       d[1] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[2] - b[2] + ARSH(w, 30);
+       d[2] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[3] - b[3] + ARSH(w, 30) + 0x00080;
+       d[3] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[4] - b[4] + ARSH(w, 30);
+       d[4] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[5] - b[5] + ARSH(w, 30);
+       d[5] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[6] - b[6] + ARSH(w, 30) + 0x02000;
+       d[6] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[7] - b[7] + ARSH(w, 30) - 0x08000;
+       d[7] = w & 0x3FFFFFFF;
+       w = a[8] - b[8] + ARSH(w, 30) + 0x20000;
+       d[8] = w & 0xFFFF;
+       w >>= 16;
+       d[8] &= 0xFFFF;
+       d[3] -= w << 6;
+       d[6] -= w << 12;
+       d[7] += w << 14;
+       cc = w;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               w = d[i] + cc;
+               d[i] = w & 0x3FFFFFFF;
+               cc = ARSH(w, 30);
+       }
+}
+
+/*
+ * Compute a multiplication in F256. Source operands shall be less than
+ * twice the modulus.
+ */
+static void
+mul_f256(uint32_t *d, const uint32_t *a, const uint32_t *b)
+{
+       uint32_t t[18];
+       uint64_t s[18];
+       uint64_t cc, x;
+       uint32_t z;
+       int i;
+
+       mul9(t, a, b);
+
+       /*
+        * Modular reduction: each high word in added/subtracted where
+        * necessary.
+        *
+        * The modulus is:
+        *    p = 2^256 - 2^224 + 2^192 + 2^96 - 1
+        * Therefore:
+        *    2^256 = 2^224 - 2^192 - 2^96 + 1 mod p
+        *
+        * For a word x at bit offset n (n >= 256), we have:
+        *    x*2^n = x*2^(n-32) - x*2^(n-64)
+        *            - x*2^(n - 160) + x*2^(n-256) mod p
+        *
+        * Thus, we can nullify the high word if we reinject it at some
+        * proper emplacements.
+        *
+        * We use 64-bit intermediate words to allow for carries to
+        * accumulate easily, before performing the final propagation.
+        */
+       for (i = 0; i < 18; i ++) {
+               s[i] = t[i];
+       }
+
+       for (i = 17; i >= 9; i --) {
+               uint64_t x;
+
+               x = s[i];
+               s[i - 1] += ARSHW(x, 2);
+               s[i - 2] += (x << 28) & 0x3FFFFFFF;
+               s[i - 2] -= ARSHW(x, 4);
+               s[i - 3] -= (x << 26) & 0x3FFFFFFF;
+               s[i - 5] -= ARSHW(x, 10);
+               s[i - 6] -= (x << 20) & 0x3FFFFFFF;
+               s[i - 8] += ARSHW(x, 16);
+               s[i - 9] += (x << 14) & 0x3FFFFFFF;
+       }
+
+       /*
+        * Carry propagation must be signed. Moreover, we may have overdone
+        * it a bit, and obtain a negative result.
+        *
+        * The loop above ran 9 times; each time, each word was augmented
+        * by at most one extra word (in absolute value). Thus, the top
+        * word must in fine fit in 39 bits, so the carry below will fit
+        * on 9 bits.
+        */
+       cc = 0;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               x = s[i] + cc;
+               d[i] = (uint32_t)x & 0x3FFFFFFF;
+               cc = ARSHW(x, 30);
+       }
+
+       /*
+        * All nine words fit on 30 bits, but there may be an extra
+        * carry for a few bits (at most 9), and that carry may be
+        * negative. Moreover, we want the result to fit on 257 bits.
+        * The two lines below ensure that the word in d[] has length
+        * 256 bits, and the (signed) carry (beyond 2^256) is in cc. The
+        * significant length of cc is less than 24 bits, so we will be
+        * able to switch to 32-bit operations.
+        */
+       cc = ARSHW(x, 16);
+       d[8] &= 0xFFFF;
+
+       /*
+        * Subtract cc*p.
+        */
+       z = (uint32_t)cc;
+       d[3] -= z << 6;
+       d[6] -= (z << 12) & 0x3FFFFFFF;
+       d[7] -= ARSH(z, 18);
+       d[7] += (z << 14) & 0x3FFFFFFF;
+       d[8] += ARSH(z, 16);
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               uint32_t w;
+
+               w = d[i] + z;
+               d[i] = w & 0x3FFFFFFF;
+               z = ARSH(w, 30);
+       }
+}
+
+/*
+ * Compute a square in F256. Source operand shall be less than
+ * twice the modulus.
+ */
+static void
+square_f256(uint32_t *d, const uint32_t *a)
+{
+       uint32_t t[18];
+       uint64_t s[18];
+       uint64_t cc, x;
+       uint32_t z;
+       int i;
+
+       square9(t, a);
+
+       /*
+        * Modular reduction: each high word in added/subtracted where
+        * necessary.
+        *
+        * The modulus is:
+        *    p = 2^256 - 2^224 + 2^192 + 2^96 - 1
+        * Therefore:
+        *    2^256 = 2^224 - 2^192 - 2^96 + 1 mod p
+        *
+        * For a word x at bit offset n (n >= 256), we have:
+        *    x*2^n = x*2^(n-32) - x*2^(n-64)
+        *            - x*2^(n - 160) + x*2^(n-256) mod p
+        *
+        * Thus, we can nullify the high word if we reinject it at some
+        * proper emplacements.
+        *
+        * We use 64-bit intermediate words to allow for carries to
+        * accumulate easily, before performing the final propagation.
+        */
+       for (i = 0; i < 18; i ++) {
+               s[i] = t[i];
+       }
+
+       for (i = 17; i >= 9; i --) {
+               uint64_t x;
+
+               x = s[i];
+               s[i - 1] += ARSHW(x, 2);
+               s[i - 2] += (x << 28) & 0x3FFFFFFF;
+               s[i - 2] -= ARSHW(x, 4);
+               s[i - 3] -= (x << 26) & 0x3FFFFFFF;
+               s[i - 5] -= ARSHW(x, 10);
+               s[i - 6] -= (x << 20) & 0x3FFFFFFF;
+               s[i - 8] += ARSHW(x, 16);
+               s[i - 9] += (x << 14) & 0x3FFFFFFF;
+       }
+
+       /*
+        * Carry propagation must be signed. Moreover, we may have overdone
+        * it a bit, and obtain a negative result.
+        *
+        * The loop above ran 9 times; each time, each word was augmented
+        * by at most one extra word (in absolute value). Thus, the top
+        * word must in fine fit in 39 bits, so the carry below will fit
+        * on 9 bits.
+        */
+       cc = 0;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               x = s[i] + cc;
+               d[i] = (uint32_t)x & 0x3FFFFFFF;
+               cc = ARSHW(x, 30);
+       }
+
+       /*
+        * All nine words fit on 30 bits, but there may be an extra
+        * carry for a few bits (at most 9), and that carry may be
+        * negative. Moreover, we want the result to fit on 257 bits.
+        * The two lines below ensure that the word in d[] has length
+        * 256 bits, and the (signed) carry (beyond 2^256) is in cc. The
+        * significant length of cc is less than 24 bits, so we will be
+        * able to switch to 32-bit operations.
+        */
+       cc = ARSHW(x, 16);
+       d[8] &= 0xFFFF;
+
+       /*
+        * Subtract cc*p.
+        */
+       z = (uint32_t)cc;
+       d[3] -= z << 6;
+       d[6] -= (z << 12) & 0x3FFFFFFF;
+       d[7] -= ARSH(z, 18);
+       d[7] += (z << 14) & 0x3FFFFFFF;
+       d[8] += ARSH(z, 16);
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               uint32_t w;
+
+               w = d[i] + z;
+               d[i] = w & 0x3FFFFFFF;
+               z = ARSH(w, 30);
+       }
+}
+
+/*
+ * Perform a "final reduction" in field F256 (field for curve P-256).
+ * The source value must be less than twice the modulus. If the value
+ * is not lower than the modulus, then the modulus is subtracted and
+ * this function returns 1; otherwise, it leaves it untouched and it
+ * returns 0.
+ */
+static uint32_t
+reduce_final_f256(uint32_t *d)
+{
+       uint32_t t[9];
+       uint32_t cc;
+       int i;
+
+       cc = 0;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               uint32_t w;
+
+               w = d[i] - F256[i] - cc;
+               cc = w >> 31;
+               t[i] = w & 0x3FFFFFFF;
+       }
+       cc ^= 1;
+       CCOPY(cc, d, t, sizeof t);
+       return cc;
+}
+
+/*
+ * Jacobian coordinates for a point in P-256: affine coordinates (X,Y)
+ * are such that:
+ *   X = x / z^2
+ *   Y = y / z^3
+ * For the point at infinity, z = 0.
+ * Each point thus admits many possible representations.
+ *
+ * Coordinates are represented in arrays of 32-bit integers, each holding
+ * 30 bits of data. Values may also be slightly greater than the modulus,
+ * but they will always be lower than twice the modulus.
+ */
+typedef struct {
+       uint32_t x[9];
+       uint32_t y[9];
+       uint32_t z[9];
+} p256_jacobian;
+
+/*
+ * Convert a point to affine coordinates:
+ *  - If the point is the point at infinity, then all three coordinates
+ *    are set to 0.
+ *  - Otherwise, the 'z' coordinate is set to 1, and the 'x' and 'y'
+ *    coordinates are the 'X' and 'Y' affine coordinates.
+ * The coordinates are guaranteed to be lower than the modulus.
+ */
+static void
+p256_to_affine(p256_jacobian *P)
+{
+       uint32_t t1[9], t2[9];
+       int i;
+
+       /*
+        * Invert z with a modular exponentiation: the modulus is
+        * p = 2^256 - 2^224 + 2^192 + 2^96 - 1, and the exponent is
+        * p-2. Exponent bit pattern (from high to low) is:
+        *  - 32 bits of value 1
+        *  - 31 bits of value 0
+        *  - 1 bit of value 1
+        *  - 96 bits of value 0
+        *  - 94 bits of value 1
+        *  - 1 bit of value 0
+        *  - 1 bit of value 1
+        * Thus, we precompute z^(2^31-1) to speed things up.
+        *
+        * If z = 0 (point at infinity) then the modular exponentiation
+        * will yield 0, which leads to the expected result (all three
+        * coordinates set to 0).
+        */
+
+       /*
+        * A simple square-and-multiply for z^(2^31-1). We could save about
+        * two dozen multiplications here with an addition chain, but
+        * this would require a bit more code, and extra stack buffers.
+        */
+       memcpy(t1, P->z, sizeof P->z);
+       for (i = 0; i < 30; i ++) {
+               square_f256(t1, t1);
+               mul_f256(t1, t1, P->z);
+       }
+
+       /*
+        * Square-and-multiply. Apart from the squarings, we have a few
+        * multiplications to set bits to 1; we multiply by the original z
+        * for setting 1 bit, and by t1 for setting 31 bits.
+        */
+       memcpy(t2, P->z, sizeof P->z);
+       for (i = 1; i < 256; i ++) {
+               square_f256(t2, t2);
+               switch (i) {
+               case 31:
+               case 190:
+               case 221:
+               case 252:
+                       mul_f256(t2, t2, t1);
+                       break;
+               case 63:
+               case 253:
+               case 255:
+                       mul_f256(t2, t2, P->z);
+                       break;
+               }
+       }
+
+       /*
+        * Now that we have 1/z, multiply x by 1/z^2 and y by 1/z^3.
+        */
+       mul_f256(t1, t2, t2);
+       mul_f256(P->x, t1, P->x);
+       mul_f256(t1, t1, t2);
+       mul_f256(P->y, t1, P->y);
+       reduce_final_f256(P->x);
+       reduce_final_f256(P->y);
+
+       /*
+        * Multiply z by 1/z. If z = 0, then this will yield 0, otherwise
+        * this will set z to 1.
+        */
+       mul_f256(P->z, P->z, t2);
+       reduce_final_f256(P->z);
+}
+
+/*
+ * Double a point in P-256. This function works for all valid points,
+ * including the point at infinity.
+ */
+static void
+p256_double(p256_jacobian *Q)
+{
+       /*
+        * Doubling formulas are:
+        *
+        *   s = 4*x*y^2
+        *   m = 3*(x + z^2)*(x - z^2)
+        *   x' = m^2 - 2*s
+        *   y' = m*(s - x') - 8*y^4
+        *   z' = 2*y*z
+        *
+        * These formulas work for all points, including points of order 2
+        * and points at infinity:
+        *   - If y = 0 then z' = 0. But there is no such point in P-256
+        *     anyway.
+        *   - If z = 0 then z' = 0.
+        */
+       uint32_t t1[9], t2[9], t3[9], t4[9];
+
+       /*
+        * Compute z^2 in t1.
+        */
+       square_f256(t1, Q->z);
+
+       /*
+        * Compute x-z^2 in t2 and x+z^2 in t1.
+        */
+       add_f256(t2, Q->x, t1);
+       sub_f256(t1, Q->x, t1);
+
+       /*
+        * Compute 3*(x+z^2)*(x-z^2) in t1.
+        */
+       mul_f256(t3, t1, t2);
+       add_f256(t1, t3, t3);
+       add_f256(t1, t3, t1);
+
+       /*
+        * Compute 4*x*y^2 (in t2) and 2*y^2 (in t3).
+        */
+       square_f256(t3, Q->y);
+       add_f256(t3, t3, t3);
+       mul_f256(t2, Q->x, t3);
+       add_f256(t2, t2, t2);
+
+       /*
+        * Compute x' = m^2 - 2*s.
+        */
+       square_f256(Q->x, t1);
+       sub_f256(Q->x, Q->x, t2);
+       sub_f256(Q->x, Q->x, t2);
+
+       /*
+        * Compute z' = 2*y*z.
+        */
+       mul_f256(t4, Q->y, Q->z);
+       add_f256(Q->z, t4, t4);
+
+       /*
+        * Compute y' = m*(s - x') - 8*y^4. Note that we already have
+        * 2*y^2 in t3.
+        */
+       sub_f256(t2, t2, Q->x);
+       mul_f256(Q->y, t1, t2);
+       square_f256(t4, t3);
+       add_f256(t4, t4, t4);
+       sub_f256(Q->y, Q->y, t4);
+}
+
+/*
+ * Add point P2 to point P1.
+ *
+ * This function computes the wrong result in the following cases:
+ *
+ *   - If P1 == 0 but P2 != 0
+ *   - If P1 != 0 but P2 == 0
+ *   - If P1 == P2
+ *
+ * In all three cases, P1 is set to the point at infinity.
+ *
+ * Returned value is 0 if one of the following occurs:
+ *
+ *   - P1 and P2 have the same Y coordinate
+ *   - P1 == 0 and P2 == 0
+ *   - The Y coordinate of one of the points is 0 and the other point is
+ *     the point at infinity.
+ *
+ * The third case cannot actually happen with valid points, since a point
+ * with Y == 0 is a point of order 2, and there is no point of order 2 on
+ * curve P-256.
+ *
+ * Therefore, assuming that P1 != 0 and P2 != 0 on input, then the caller
+ * can apply the following:
+ *
+ *   - If the result is not the point at infinity, then it is correct.
+ *   - Otherwise, if the returned value is 1, then this is a case of
+ *     P1+P2 == 0, so the result is indeed the point at infinity.
+ *   - Otherwise, P1 == P2, so a "double" operation should have been
+ *     performed.
+ */
+static uint32_t
+p256_add(p256_jacobian *P1, const p256_jacobian *P2)
+{
+       /*
+        * Addtions formulas are:
+        *
+        *   u1 = x1 * z2^2
+        *   u2 = x2 * z1^2
+        *   s1 = y1 * z2^3
+        *   s2 = y2 * z1^3
+        *   h = u2 - u1
+        *   r = s2 - s1
+        *   x3 = r^2 - h^3 - 2 * u1 * h^2
+        *   y3 = r * (u1 * h^2 - x3) - s1 * h^3
+        *   z3 = h * z1 * z2
+        */
+       uint32_t t1[9], t2[9], t3[9], t4[9], t5[9], t6[9], t7[9];
+       uint32_t ret;
+       int i;
+
+       /*
+        * Compute u1 = x1*z2^2 (in t1) and s1 = y1*z2^3 (in t3).
+        */
+       square_f256(t3, P2->z);
+       mul_f256(t1, P1->x, t3);
+       mul_f256(t4, P2->z, t3);
+       mul_f256(t3, P1->y, t4);
+
+       /*
+        * Compute u2 = x2*z1^2 (in t2) and s2 = y2*z1^3 (in t4).
+        */
+       square_f256(t4, P1->z);
+       mul_f256(t2, P2->x, t4);
+       mul_f256(t5, P1->z, t4);
+       mul_f256(t4, P2->y, t5);
+
+       /*
+        * Compute h = h2 - u1 (in t2) and r = s2 - s1 (in t4).
+        * We need to test whether r is zero, so we will do some extra
+        * reduce.
+        */
+       sub_f256(t2, t2, t1);
+       sub_f256(t4, t4, t3);
+       reduce_final_f256(t4);
+       ret = 0;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               ret |= t4[i];
+       }
+       ret = (ret | -ret) >> 31;
+
+       /*
+        * Compute u1*h^2 (in t6) and h^3 (in t5);
+        */
+       square_f256(t7, t2);
+       mul_f256(t6, t1, t7);
+       mul_f256(t5, t7, t2);
+
+       /*
+        * Compute x3 = r^2 - h^3 - 2*u1*h^2.
+        */
+       square_f256(P1->x, t4);
+       sub_f256(P1->x, P1->x, t5);
+       sub_f256(P1->x, P1->x, t6);
+       sub_f256(P1->x, P1->x, t6);
+
+       /*
+        * Compute y3 = r*(u1*h^2 - x3) - s1*h^3.
+        */
+       sub_f256(t6, t6, P1->x);
+       mul_f256(P1->y, t4, t6);
+       mul_f256(t1, t5, t3);
+       sub_f256(P1->y, P1->y, t1);
+
+       /*
+        * Compute z3 = h*z1*z2.
+        */
+       mul_f256(t1, P1->z, P2->z);
+       mul_f256(P1->z, t1, t2);
+
+       return ret;
+}
+
+/*
+ * Add point P2 to point P1. This is a specialised function for the
+ * case when P2 is a non-zero point in affine coordinate.
+ *
+ * This function computes the wrong result in the following cases:
+ *
+ *   - If P1 == 0
+ *   - If P1 == P2
+ *
+ * In both cases, P1 is set to the point at infinity.
+ *
+ * Returned value is 0 if one of the following occurs:
+ *
+ *   - P1 and P2 have the same Y coordinate
+ *   - The Y coordinate of P2 is 0 and P1 is the point at infinity.
+ *
+ * The second case cannot actually happen with valid points, since a point
+ * with Y == 0 is a point of order 2, and there is no point of order 2 on
+ * curve P-256.
+ *
+ * Therefore, assuming that P1 != 0 on input, then the caller
+ * can apply the following:
+ *
+ *   - If the result is not the point at infinity, then it is correct.
+ *   - Otherwise, if the returned value is 1, then this is a case of
+ *     P1+P2 == 0, so the result is indeed the point at infinity.
+ *   - Otherwise, P1 == P2, so a "double" operation should have been
+ *     performed.
+ */
+static uint32_t
+p256_add_mixed(p256_jacobian *P1, const p256_jacobian *P2)
+{
+       /*
+        * Addtions formulas are:
+        *
+        *   u1 = x1
+        *   u2 = x2 * z1^2
+        *   s1 = y1
+        *   s2 = y2 * z1^3
+        *   h = u2 - u1
+        *   r = s2 - s1
+        *   x3 = r^2 - h^3 - 2 * u1 * h^2
+        *   y3 = r * (u1 * h^2 - x3) - s1 * h^3
+        *   z3 = h * z1
+        */
+       uint32_t t1[9], t2[9], t3[9], t4[9], t5[9], t6[9], t7[9];
+       uint32_t ret;
+       int i;
+
+       /*
+        * Compute u1 = x1 (in t1) and s1 = y1 (in t3).
+        */
+       memcpy(t1, P1->x, sizeof t1);
+       memcpy(t3, P1->y, sizeof t3);
+
+       /*
+        * Compute u2 = x2*z1^2 (in t2) and s2 = y2*z1^3 (in t4).
+        */
+       square_f256(t4, P1->z);
+       mul_f256(t2, P2->x, t4);
+       mul_f256(t5, P1->z, t4);
+       mul_f256(t4, P2->y, t5);
+
+       /*
+        * Compute h = h2 - u1 (in t2) and r = s2 - s1 (in t4).
+        * We need to test whether r is zero, so we will do some extra
+        * reduce.
+        */
+       sub_f256(t2, t2, t1);
+       sub_f256(t4, t4, t3);
+       reduce_final_f256(t4);
+       ret = 0;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               ret |= t4[i];
+       }
+       ret = (ret | -ret) >> 31;
+
+       /*
+        * Compute u1*h^2 (in t6) and h^3 (in t5);
+        */
+       square_f256(t7, t2);
+       mul_f256(t6, t1, t7);
+       mul_f256(t5, t7, t2);
+
+       /*
+        * Compute x3 = r^2 - h^3 - 2*u1*h^2.
+        */
+       square_f256(P1->x, t4);
+       sub_f256(P1->x, P1->x, t5);
+       sub_f256(P1->x, P1->x, t6);
+       sub_f256(P1->x, P1->x, t6);
+
+       /*
+        * Compute y3 = r*(u1*h^2 - x3) - s1*h^3.
+        */
+       sub_f256(t6, t6, P1->x);
+       mul_f256(P1->y, t4, t6);
+       mul_f256(t1, t5, t3);
+       sub_f256(P1->y, P1->y, t1);
+
+       /*
+        * Compute z3 = h*z1*z2.
+        */
+       mul_f256(P1->z, P1->z, t2);
+
+       return ret;
+}
+
+/*
+ * Decode a P-256 point. This function does not support the point at
+ * infinity. Returned value is 0 if the point is invalid, 1 otherwise.
+ */
+static uint32_t
+p256_decode(p256_jacobian *P, const void *src, size_t len)
+{
+       const unsigned char *buf;
+       uint32_t tx[9], ty[9], t1[9], t2[9];
+       uint32_t bad;
+       int i;
+
+       if (len != 65) {
+               return 0;
+       }
+       buf = src;
+
+       /*
+        * First byte must be 0x04 (uncompressed format). We could support
+        * "hybrid format" (first byte is 0x06 or 0x07, and encodes the
+        * least significant bit of the Y coordinate), but it is explicitly
+        * forbidden by RFC 5480 (section 2.2).
+        */
+       bad = NEQ(buf[0], 0x04);
+
+       /*
+        * Decode the coordinates, and check that they are both lower
+        * than the modulus.
+        */
+       tx[8] = be8_to_le30(tx, buf + 1, 32);
+       ty[8] = be8_to_le30(ty, buf + 33, 32);
+       bad |= reduce_final_f256(tx);
+       bad |= reduce_final_f256(ty);
+
+       /*
+        * Check curve equation.
+        */
+       square_f256(t1, tx);
+       mul_f256(t1, tx, t1);
+       square_f256(t2, ty);
+       sub_f256(t1, t1, tx);
+       sub_f256(t1, t1, tx);
+       sub_f256(t1, t1, tx);
+       add_f256(t1, t1, P256_B);
+       sub_f256(t1, t1, t2);
+       reduce_final_f256(t1);
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               bad |= t1[i];
+       }
+
+       /*
+        * Copy coordinates to the point structure.
+        */
+       memcpy(P->x, tx, sizeof tx);
+       memcpy(P->y, ty, sizeof ty);
+       memset(P->z, 0, sizeof P->z);
+       P->z[0] = 1;
+       return NEQ(bad, 0) ^ 1;
+}
+
+/*
+ * Encode a point into a buffer. This function assumes that the point is
+ * valid, in affine coordinates, and not the point at infinity.
+ */
+static void
+p256_encode(void *dst, const p256_jacobian *P)
+{
+       unsigned char *buf;
+
+       buf = dst;
+       buf[0] = 0x04;
+       le30_to_be8(buf + 1, 32, P->x);
+       le30_to_be8(buf + 33, 32, P->y);
+}
+
+/*
+ * Multiply a curve point by an integer. The integer is assumed to be
+ * lower than the curve order, and the base point must not be the point
+ * at infinity.
+ */
+static void
+p256_mul(p256_jacobian *P, const unsigned char *x, size_t xlen)
+{
+       /*
+        * qz is a flag that is initially 1, and remains equal to 1
+        * as long as the point is the point at infinity.
+        *
+        * We use a 2-bit window to handle multiplier bits by pairs.
+        * The precomputed window really is the points P2 and P3.
+        */
+       uint32_t qz;
+       p256_jacobian P2, P3, Q, T, U;
+
+       /*
+        * Compute window values.
+        */
+       P2 = *P;
+       p256_double(&P2);
+       P3 = *P;
+       p256_add(&P3, &P2);
+
+       /*
+        * We start with Q = 0. We process multiplier bits 2 by 2.
+        */
+       memset(&Q, 0, sizeof Q);
+       qz = 1;
+       while (xlen -- > 0) {
+               int k;
+
+               for (k = 6; k >= 0; k -= 2) {
+                       uint32_t bits;
+                       uint32_t bnz;
+
+                       p256_double(&Q);
+                       p256_double(&Q);
+                       T = *P;
+                       U = Q;
+                       bits = (*x >> k) & (uint32_t)3;
+                       bnz = NEQ(bits, 0);
+                       CCOPY(EQ(bits, 2), &T, &P2, sizeof T);
+                       CCOPY(EQ(bits, 3), &T, &P3, sizeof T);
+                       p256_add(&U, &T);
+                       CCOPY(bnz & qz, &Q, &T, sizeof Q);
+                       CCOPY(bnz & ~qz, &Q, &U, sizeof Q);
+                       qz &= ~bnz;
+               }
+               x ++;
+       }
+       *P = Q;
+}
+
+/*
+ * Precomputed window: k*G points, where G is the curve generator, and k
+ * is an integer from 1 to 15 (inclusive). The X and Y coordinates of
+ * the point are encoded as 9 words of 30 bits each (little-endian
+ * order).
+ */
+static const uint32_t Gwin[15][18] = {
+
+       { 0x1898C296, 0x1284E517, 0x1EB33A0F, 0x00DF604B,
+         0x2440F277, 0x339B958E, 0x04247F8B, 0x347CB84B,
+         0x00006B17, 0x37BF51F5, 0x2ED901A0, 0x3315ECEC,
+         0x338CD5DA, 0x0F9E162B, 0x1FAD29F0, 0x27F9B8EE,
+         0x10B8BF86, 0x00004FE3 },
+
+       { 0x07669978, 0x182D23F1, 0x3F21B35A, 0x225A789D,
+         0x351AC3C0, 0x08E00C12, 0x34F7E8A5, 0x1EC62340,
+         0x00007CF2, 0x227873D1, 0x3812DE74, 0x0E982299,
+         0x1F6B798F, 0x3430DBBA, 0x366B1A7D, 0x2D040293,
+         0x154436E3, 0x00000777 },
+
+       { 0x06E7FD6C, 0x2D05986F, 0x3ADA985F, 0x31ADC87B,
+         0x0BF165E6, 0x1FBE5475, 0x30A44C8F, 0x3934698C,
+         0x00005ECB, 0x227D5032, 0x29E6C49E, 0x04FB83D9,
+         0x0AAC0D8E, 0x24A2ECD8, 0x2C1B3869, 0x0FF7E374,
+         0x19031266, 0x00008734 },
+
+       { 0x2B030852, 0x024C0911, 0x05596EF5, 0x07F8B6DE,
+         0x262BD003, 0x3779967B, 0x08FBBA02, 0x128D4CB4,
+         0x0000E253, 0x184ED8C6, 0x310B08FC, 0x30EE0055,
+         0x3F25B0FC, 0x062D764E, 0x3FB97F6A, 0x33CC719D,
+         0x15D69318, 0x0000E0F1 },
+
+       { 0x03D033ED, 0x05552837, 0x35BE5242, 0x2320BF47,
+         0x268FDFEF, 0x13215821, 0x140D2D78, 0x02DE9454,
+         0x00005159, 0x3DA16DA4, 0x0742ED13, 0x0D80888D,
+         0x004BC035, 0x0A79260D, 0x06FCDAFE, 0x2727D8AE,
+         0x1F6A2412, 0x0000E0C1 },
+
+       { 0x3C2291A9, 0x1AC2ABA4, 0x3B215B4C, 0x131D037A,
+         0x17DDE302, 0x0C90B2E2, 0x0602C92D, 0x05CA9DA9,
+         0x0000B01A, 0x0FC77FE2, 0x35F1214E, 0x07E16BDF,
+         0x003DDC07, 0x2703791C, 0x3038B7EE, 0x3DAD56FE,
+         0x041D0C8D, 0x0000E85C },
+
+       { 0x3187B2A3, 0x0018A1C0, 0x00FEF5B3, 0x3E7E2E2A,
+         0x01FB607E, 0x2CC199F0, 0x37B4625B, 0x0EDBE82F,
+         0x00008E53, 0x01F400B4, 0x15786A1B, 0x3041B21C,
+         0x31CD8CF2, 0x35900053, 0x1A7E0E9B, 0x318366D0,
+         0x076F780C, 0x000073EB },
+
+       { 0x1B6FB393, 0x13767707, 0x3CE97DBB, 0x348E2603,
+         0x354CADC1, 0x09D0B4EA, 0x1B053404, 0x1DE76FBA,
+         0x000062D9, 0x0F09957E, 0x295029A8, 0x3E76A78D,
+         0x3B547DAE, 0x27CEE0A2, 0x0575DC45, 0x1D8244FF,
+         0x332F647A, 0x0000AD5A },
+
+       { 0x10949EE0, 0x1E7A292E, 0x06DF8B3D, 0x02B2E30B,
+         0x31F8729E, 0x24E35475, 0x30B71878, 0x35EDBFB7,
+         0x0000EA68, 0x0DD048FA, 0x21688929, 0x0DE823FE,
+         0x1C53FAA9, 0x0EA0C84D, 0x052A592A, 0x1FCE7870,
+         0x11325CB2, 0x00002A27 },
+
+       { 0x04C5723F, 0x30D81A50, 0x048306E4, 0x329B11C7,
+         0x223FB545, 0x085347A8, 0x2993E591, 0x1B5ACA8E,
+         0x0000CEF6, 0x04AF0773, 0x28D2EEA9, 0x2751EEEC,
+         0x037B4A7F, 0x3B4C1059, 0x08F37674, 0x2AE906E1,
+         0x18A88A6A, 0x00008786 },
+
+       { 0x34BC21D1, 0x0CCE474D, 0x15048BF4, 0x1D0BB409,
+         0x021CDA16, 0x20DE76C3, 0x34C59063, 0x04EDE20E,
+         0x00003ED1, 0x282A3740, 0x0BE3BBF3, 0x29889DAE,
+         0x03413697, 0x34C68A09, 0x210EBE93, 0x0C8A224C,
+         0x0826B331, 0x00009099 },
+
+       { 0x0624E3C4, 0x140317BA, 0x2F82C99D, 0x260C0A2C,
+         0x25D55179, 0x194DCC83, 0x3D95E462, 0x356F6A05,
+         0x0000741D, 0x0D4481D3, 0x2657FC8B, 0x1BA5CA71,
+         0x3AE44B0D, 0x07B1548E, 0x0E0D5522, 0x05FDC567,
+         0x2D1AA70E, 0x00000770 },
+
+       { 0x06072C01, 0x23857675, 0x1EAD58A9, 0x0B8A12D9,
+         0x1EE2FC79, 0x0177CB61, 0x0495A618, 0x20DEB82B,
+         0x0000177C, 0x2FC7BFD8, 0x310EEF8B, 0x1FB4DF39,
+         0x3B8530E8, 0x0F4E7226, 0x0246B6D0, 0x2A558A24,
+         0x163353AF, 0x000063BB },
+
+       { 0x24D2920B, 0x1C249DCC, 0x2069C5E5, 0x09AB2F9E,
+         0x36DF3CF1, 0x1991FD0C, 0x062B97A7, 0x1E80070E,
+         0x000054E7, 0x20D0B375, 0x2E9F20BD, 0x35090081,
+         0x1C7A9DDC, 0x22E7C371, 0x087E3016, 0x03175421,
+         0x3C6ECA7D, 0x0000F599 },
+
+       { 0x259B9D5F, 0x0D9A318F, 0x23A0EF16, 0x00EBE4B7,
+         0x088265AE, 0x2CDE2666, 0x2BAE7ADF, 0x1371A5C6,
+         0x0000F045, 0x0D034F36, 0x1F967378, 0x1B5FA3F4,
+         0x0EC8739D, 0x1643E62A, 0x1653947E, 0x22D1F4E6,
+         0x0FB8D64B, 0x0000B5B9 }
+};
+
+/*
+ * Lookup one of the Gwin[] values, by index. This is constant-time.
+ */
+static void
+lookup_Gwin(p256_jacobian *T, uint32_t idx)
+{
+       uint32_t xy[18];
+       uint32_t k;
+       size_t u;
+
+       memset(xy, 0, sizeof xy);
+       for (k = 0; k < 15; k ++) {
+               uint32_t m;
+
+               m = -EQ(idx, k + 1);
+               for (u = 0; u < 18; u ++) {
+                       xy[u] |= m & Gwin[k][u];
+               }
+       }
+       memcpy(T->x, &xy[0], sizeof T->x);
+       memcpy(T->y, &xy[9], sizeof T->y);
+       memset(T->z, 0, sizeof T->z);
+       T->z[0] = 1;
+}
+
+/*
+ * Multiply the generator by an integer. The integer is assumed non-zero
+ * and lower than the curve order.
+ */
+static void
+p256_mulgen(p256_jacobian *P, const unsigned char *x, size_t xlen)
+{
+       /*
+        * qz is a flag that is initially 1, and remains equal to 1
+        * as long as the point is the point at infinity.
+        *
+        * We use a 4-bit window to handle multiplier bits by groups
+        * of 4. The precomputed window is constant static data, with
+        * points in affine coordinates; we use a constant-time lookup.
+        */
+       p256_jacobian Q;
+       uint32_t qz;
+
+       memset(&Q, 0, sizeof Q);
+       qz = 1;
+       while (xlen -- > 0) {
+               int k;
+               unsigned bx;
+
+               bx = *x ++;
+               for (k = 0; k < 2; k ++) {
+                       uint32_t bits;
+                       uint32_t bnz;
+                       p256_jacobian T, U;
+
+                       p256_double(&Q);
+                       p256_double(&Q);
+                       p256_double(&Q);
+                       p256_double(&Q);
+                       bits = (bx >> 4) & 0x0F;
+                       bnz = NEQ(bits, 0);
+                       lookup_Gwin(&T, bits);
+                       U = Q;
+                       p256_add_mixed(&U, &T);
+                       CCOPY(bnz & qz, &Q, &T, sizeof Q);
+                       CCOPY(bnz & ~qz, &Q, &U, sizeof Q);
+                       qz &= ~bnz;
+                       bx <<= 4;
+               }
+       }
+       *P = Q;
+}
+
+static const unsigned char P256_G[] = {
+       0x04, 0x6B, 0x17, 0xD1, 0xF2, 0xE1, 0x2C, 0x42, 0x47, 0xF8,
+       0xBC, 0xE6, 0xE5, 0x63, 0xA4, 0x40, 0xF2, 0x77, 0x03, 0x7D,
+       0x81, 0x2D, 0xEB, 0x33, 0xA0, 0xF4, 0xA1, 0x39, 0x45, 0xD8,
+       0x98, 0xC2, 0x96, 0x4F, 0xE3, 0x42, 0xE2, 0xFE, 0x1A, 0x7F,
+       0x9B, 0x8E, 0xE7, 0xEB, 0x4A, 0x7C, 0x0F, 0x9E, 0x16, 0x2B,
+       0xCE, 0x33, 0x57, 0x6B, 0x31, 0x5E, 0xCE, 0xCB, 0xB6, 0x40,
+       0x68, 0x37, 0xBF, 0x51, 0xF5
+};
+
+static const unsigned char P256_N[] = {
+       0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF,
+       0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xBC, 0xE6, 0xFA, 0xAD,
+       0xA7, 0x17, 0x9E, 0x84, 0xF3, 0xB9, 0xCA, 0xC2, 0xFC, 0x63,
+       0x25, 0x51
+};
+
+static const unsigned char *
+api_generator(int curve, size_t *len)
+{
+       (void)curve;
+       *len = sizeof P256_G;
+       return P256_G;
+}
+
+static const unsigned char *
+api_order(int curve, size_t *len)
+{
+       (void)curve;
+       *len = sizeof P256_N;
+       return P256_N;
+}
+
+static size_t
+api_xoff(int curve, size_t *len)
+{
+       (void)curve;
+       *len = 32;
+       return 1;
+}
+
+static uint32_t
+api_mul(unsigned char *G, size_t Glen,
+       const unsigned char *x, size_t xlen, int curve)
+{
+       uint32_t r;
+       p256_jacobian P;
+
+       (void)curve;
+       r = p256_decode(&P, G, Glen);
+       p256_mul(&P, x, xlen);
+       if (Glen >= 65) {
+               p256_to_affine(&P);
+               p256_encode(G, &P);
+       }
+       return r;
+}
+
+static size_t
+api_mulgen(unsigned char *R,
+       const unsigned char *x, size_t xlen, int curve)
+{
+       p256_jacobian P;
+
+       (void)curve;
+       p256_mulgen(&P, x, xlen);
+       p256_to_affine(&P);
+       p256_encode(R, &P);
+       return 65;
+
+       /*
+       const unsigned char *G;
+       size_t Glen;
+
+       G = api_generator(curve, &Glen);
+       memcpy(R, G, Glen);
+       api_mul(R, Glen, x, xlen, curve);
+       return Glen;
+       */
+}
+
+static uint32_t
+api_muladd(unsigned char *A, const unsigned char *B, size_t len,
+       const unsigned char *x, size_t xlen,
+       const unsigned char *y, size_t ylen, int curve)
+{
+       p256_jacobian P, Q;
+       uint32_t r, t, z;
+       int i;
+
+       (void)curve;
+       r = p256_decode(&P, A, len);
+       p256_mul(&P, x, xlen);
+       if (B == NULL) {
+               p256_mulgen(&Q, y, ylen);
+       } else {
+               r &= p256_decode(&Q, B, len);
+               p256_mul(&Q, y, ylen);
+       }
+
+       /*
+        * The final addition may fail in case both points are equal.
+        */
+       t = p256_add(&P, &Q);
+       reduce_final_f256(P.z);
+       z = 0;
+       for (i = 0; i < 9; i ++) {
+               z |= P.z[i];
+       }
+       z = EQ(z, 0);
+       p256_double(&Q);
+
+       /*
+        * If z is 1 then either P+Q = 0 (t = 1) or P = Q (t = 0). So we
+        * have the following:
+        *
+        *   z = 0, t = 0   return P (normal addition)
+        *   z = 0, t = 1   return P (normal addition)
+        *   z = 1, t = 0   return Q (a 'double' case)
+        *   z = 1, t = 1   report an error (P+Q = 0)
+        */
+       CCOPY(z & ~t, &P, &Q, sizeof Q);
+       p256_to_affine(&P);
+       p256_encode(A, &P);
+       r &= ~(z & t);
+       return r;
+}
+
+/* see bearssl_ec.h */
+const br_ec_impl br_ec_p256_m31 = {
+       (uint32_t)0x00800000,
+       &api_generator,
+       &api_order,
+       &api_xoff,
+       &api_mul,
+       &api_mulgen,
+       &api_muladd
+};
index a5f6246..53a5f13 100644 (file)
@@ -4918,6 +4918,13 @@ test_EC_p256_m15(void)
                (uint32_t)1 << BR_EC_secp256r1);
 }
 
                (uint32_t)1 << BR_EC_secp256r1);
 }
 
+static void
+test_EC_p256_m31(void)
+{
+       test_EC_KAT("EC_p256_m31", &br_ec_p256_m31,
+               (uint32_t)1 << BR_EC_secp256r1);
+}
+
 const struct {
        const char *scalar;
        const char *u_in;
 const struct {
        const char *scalar;
        const char *u_in;
@@ -5567,6 +5574,7 @@ static const struct {
        STU(EC_prime_i15),
        STU(EC_prime_i31),
        STU(EC_p256_m15),
        STU(EC_prime_i15),
        STU(EC_prime_i31),
        STU(EC_p256_m15),
+       STU(EC_p256_m31),
        STU(EC_c25519_i15),
        STU(EC_c25519_i31),
        STU(EC_c25519_m15),
        STU(EC_c25519_i15),
        STU(EC_c25519_i31),
        STU(EC_c25519_m15),
index 458d765..db65edc 100644 (file)
@@ -691,6 +691,13 @@ test_speed_ec_p256_m15(void)
                &br_ec_p256_m15, &br_secp256r1);
 }
 
                &br_ec_p256_m15, &br_secp256r1);
 }
 
+static void
+test_speed_ec_p256_m31(void)
+{
+       test_speed_ec_inner("EC p256_m31",
+               &br_ec_p256_m31, &br_secp256r1);
+}
+
 static void
 test_speed_ec_prime_i15(void)
 {
 static void
 test_speed_ec_prime_i15(void)
 {
@@ -835,6 +842,15 @@ test_speed_ecdsa_p256_m15(void)
                &br_ecdsa_i15_vrfy_asn1);
 }
 
                &br_ecdsa_i15_vrfy_asn1);
 }
 
+static void
+test_speed_ecdsa_p256_m31(void)
+{
+       test_speed_ecdsa_inner("ECDSA m31 P-256",
+               &br_ec_p256_m31, &br_secp256r1,
+               &br_ecdsa_i31_sign_asn1,
+               &br_ecdsa_i31_vrfy_asn1);
+}
+
 static void
 test_speed_ecdsa_i15(void)
 {
 static void
 test_speed_ecdsa_i15(void)
 {
@@ -1282,11 +1298,13 @@ static const struct {
        STU(ec_prime_i15),
        STU(ec_prime_i31),
        STU(ec_p256_m15),
        STU(ec_prime_i15),
        STU(ec_prime_i31),
        STU(ec_p256_m15),
+       STU(ec_p256_m31),
        STU(ec_c25519_i15),
        STU(ec_c25519_i31),
        STU(ec_c25519_m15),
        STU(ec_c25519_m31),
        STU(ecdsa_p256_m15),
        STU(ec_c25519_i15),
        STU(ec_c25519_i31),
        STU(ec_c25519_m15),
        STU(ec_c25519_m31),
        STU(ecdsa_p256_m15),
+       STU(ecdsa_p256_m31),
        STU(ecdsa_i15),
        STU(ecdsa_i31),
 
        STU(ecdsa_i15),
        STU(ecdsa_i31),