/* * Copyright (C) 2017 Denys Vlasenko * * Licensed under GPLv2, see file LICENSE in this source tree. */ #include "tls.h" /* The file is taken almost verbatim from matrixssl-3-7-2b-open/crypto/math/. * Changes are flagged with //bbox */ /** * @file pstm_mul_comba.c * @version 33ef80f (HEAD, tag: MATRIXSSL-3-7-2-OPEN, tag: MATRIXSSL-3-7-2-COMM, origin/master, origin/HEAD, master) * * Multiprecision multiplication with Comba technique. */ /* * Copyright (c) 2013-2015 INSIDE Secure Corporation * Copyright (c) PeerSec Networks, 2002-2011 * All Rights Reserved * * The latest version of this code is available at http://www.matrixssl.org * * This software is open source; you can redistribute it and/or modify * it under the terms of the GNU General Public License as published by * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or * (at your option) any later version. * * This General Public License does NOT permit incorporating this software * into proprietary programs. If you are unable to comply with the GPL, a * commercial license for this software may be purchased from INSIDE at * http://www.insidesecure.com/eng/Company/Locations * * This program is distributed in WITHOUT ANY WARRANTY; without even the * implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. * See the GNU General Public License for more details. * * You should have received a copy of the GNU General Public License * along with this program; if not, write to the Free Software * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA * http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html */ /******************************************************************************/ //bbox //#include "../cryptoApi.h" #ifndef DISABLE_PSTM /******************************************************************************/ #if defined(PSTM_X86) /* x86-32 optimized for 32 bit platforms. For 64 bit mode use X86_64 instead */ #if !defined(__GNUC__) || !defined(__i386__) || !defined(PSTM_32BIT) #error "PSTM_X86 option requires GCC and 32 bit mode x86 processor" #endif //#pragma message ("Using 32 bit x86 Assembly Optimizations") /* anything you need at the start */ #define COMBA_START /* clear the chaining variables */ #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; /* forward the carry to the next digit */ #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); /* store the first sum */ #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; /* store the second sum [carry] */ #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; /* anything you need at the end */ #define COMBA_FINI /* this should multiply i and j */ #define MULADD(i, j) \ asm( \ "movl %6,%%eax \n\t" \ "mull %7 \n\t" \ "addl %%eax,%0 \n\t" \ "adcl %%edx,%1 \n\t" \ "adcl $0,%2 \n\t" \ :"=rm"(c0), "=rm"(c1), "=rm"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "m"(i), "m"(j) :"%eax","%edx","cc"); //bbox: ^^^ replaced "=r" with "=rm": %ebx is not available on shared build /******************************************************************************/ #elif defined(PSTM_X86_64) /* x86-64 optimized */ #if !defined(__GNUC__) || !defined(__x86_64__) || !defined(PSTM_64BIT) #error "PSTM_X86_64 option requires PSTM_64BIT, GCC and 64 bit mode x86 processor" #endif //#pragma message ("Using 64 bit x86_64 Assembly Optimizations") /* anything you need at the start */ #define COMBA_START /* clear the chaining variables */ #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; /* forward the carry to the next digit */ #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); /* store the first sum */ #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; /* store the second sum [carry] */ #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; /* anything you need at the end */ #define COMBA_FINI /* this should multiply i and j */ #define MULADD(i, j) \ asm ( \ "movq %6,%%rax \n\t" \ "mulq %7 \n\t" \ "addq %%rax,%0 \n\t" \ "adcq %%rdx,%1 \n\t" \ "adcq $0,%2 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2): "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "g"(i), "g"(j) :"%rax","%rdx","cc"); /******************************************************************************/ #elif defined(PSTM_ARM) /* ARM code */ //#pragma message ("Using 32 bit ARM Assembly Optimizations") #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI #define MULADD(i, j) \ asm( \ " UMULL r0,r1,%6,%7 \n\t" \ " ADDS %0,%0,r0 \n\t" \ " ADCS %1,%1,r1 \n\t" \ " ADC %2,%2,#0 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2) : "0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j) : "r0", "r1", "cc"); /******************************************************************************/ #elif defined(PSTM_MIPS) /* MIPS32 code */ //#pragma message ("Using 32 bit MIPS Assembly Optimizations") #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI #define MULADD(i, j) \ asm( \ " multu %6,%7 \n\t" \ " mflo $12 \n\t" \ " mfhi $13 \n\t" \ " addu %0,%0,$12 \n\t" \ " sltu $12,%0,$12 \n\t" \ " addu %1,%1,$13 \n\t" \ " sltu $13,%1,$13 \n\t" \ " addu %1,%1,$12 \n\t" \ " sltu $12,%1,$12 \n\t" \ " addu %2,%2,$13 \n\t" \ " addu %2,%2,$12 \n\t" \ :"=r"(c0), "=r"(c1), "=r"(c2):"0"(c0), "1"(c1), "2"(c2), "r"(i), "r"(j):"$12","$13"); /******************************************************************************/ #else #define COMBA_START #define COMBA_CLEAR \ c0 = c1 = c2 = 0; #define COMBA_FORWARD \ do { c0 = c1; c1 = c2; c2 = 0; } while (0); #define COMBA_STORE(x) \ x = c0; #define COMBA_STORE2(x) \ x = c1; #define COMBA_FINI #define MULADD(i, j) \ do { pstm_word t; \ t = (pstm_word)c0 + ((pstm_word)i) * ((pstm_word)j); c0 = (pstm_digit)t; \ t = (pstm_word)c1 + (t >> DIGIT_BIT); \ c1 = (pstm_digit)t; c2 += (pstm_digit)(t >> DIGIT_BIT); \ } while (0); #endif /******************************************************************************/ /* generic PxQ multiplier */ //bbox: pool unused #define pstm_mul_comba_gen(pool, A, B, C, paD, paDlen) \ pstm_mul_comba_gen( A, B, C, paD, paDlen) static int32 pstm_mul_comba_gen(psPool_t *pool, pstm_int *A, pstm_int *B, pstm_int *C, pstm_digit *paD, uint32 paDlen) { int paDfail, pa; //bbox: was int16 int32 ix, iy, iz, tx, ty; pstm_digit c0, c1, c2, *tmpx, *tmpy, *dst; COMBA_START; COMBA_CLEAR; paDfail = 0; /* get size of output and trim */ pa = A->used + B->used; /* If c is not large enough grow it and continue */ if (C->alloc < pa) { if (pstm_grow(C, pa) != PSTM_OKAY) { return PS_MEM_FAIL; } } if (paD != NULL) { if (paDlen < (sizeof(pstm_digit) * pa)) { paDfail = 1; /* have a paD but it's not large enough */ dst = xzalloc(sizeof(pstm_digit) * pa);//bbox } else { dst = paD; memset(dst, 0x0, paDlen); } } else { dst = xzalloc(sizeof(pstm_digit) * pa);//bbox } for (ix = 0; ix < pa; ix++) { /* get offsets into the two bignums */ ty = min(ix, B->used-1); tx = ix - ty; /* setup temp aliases */ tmpx = A->dp + tx; tmpy = B->dp + ty; /* This is the number of times the loop will iterate, essentially it's while (tx++ < a->used && ty-- >= 0) { ... } */ iy = min(A->used-tx, ty+1); /* execute loop */ COMBA_FORWARD; for (iz = 0; iz < iy; ++iz) { MULADD(*tmpx++, *tmpy--); } /* store term */ COMBA_STORE(dst[ix]); } COMBA_FINI; /* setup dest */ iy = C->used; C->used = pa; C->sign = A->sign ^ B->sign; { pstm_digit *tmpc; tmpc = C->dp; for (ix = 0; ix < pa; ix++) { *tmpc++ = dst[ix]; } /* clear unused digits [that existed in the old copy of c] */ for (; ix < iy; ix++) { *tmpc++ = 0; } } pstm_clamp(C); if ((paD == NULL) || (paDfail == 1)) { psFree(dst, pool); } return PS_SUCCESS; } /******************************************************************************/ #ifdef USE_1024_KEY_SPEED_OPTIMIZATIONS static int32 pstm_mul_comba16(pstm_int *A, pstm_int *B, pstm_int *C) { pstm_digit c0, c1, c2, at[32]; if (C->alloc < 32) { if (pstm_grow(C, 32) != PSTM_OKAY) { return PS_MEM_FAIL; } } memcpy(at, A->dp, 16 * sizeof(pstm_digit)); memcpy(at+16, B->dp, 16 * sizeof(pstm_digit)); COMBA_START; COMBA_CLEAR; /* 0 */ MULADD(at[0], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[0]); /* 1 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[17]); MULADD(at[1], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[1]); /* 2 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[18]); MULADD(at[1], at[17]); MULADD(at[2], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[2]); /* 3 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[19]); MULADD(at[1], at[18]); MULADD(at[2], at[17]); MULADD(at[3], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[3]); /* 4 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[20]); MULADD(at[1], at[19]); MULADD(at[2], at[18]); MULADD(at[3], at[17]); MULADD(at[4], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[4]); /* 5 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[21]); MULADD(at[1], at[20]); MULADD(at[2], at[19]); MULADD(at[3], at[18]); MULADD(at[4], at[17]); MULADD(at[5], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[5]); /* 6 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[22]); MULADD(at[1], at[21]); MULADD(at[2], at[20]); MULADD(at[3], at[19]); MULADD(at[4], at[18]); MULADD(at[5], at[17]); MULADD(at[6], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[6]); /* 7 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[23]); MULADD(at[1], at[22]); MULADD(at[2], at[21]); MULADD(at[3], at[20]); MULADD(at[4], at[19]); MULADD(at[5], at[18]); MULADD(at[6], at[17]); MULADD(at[7], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[7]); /* 8 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[24]); MULADD(at[1], at[23]); MULADD(at[2], at[22]); MULADD(at[3], at[21]); MULADD(at[4], at[20]); MULADD(at[5], at[19]); MULADD(at[6], at[18]); MULADD(at[7], at[17]); MULADD(at[8], at[16]); COMBA_STORE(C->dp[8]); /* 9 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[25]); MULADD(at[1], at[24]); MULADD(at[2], at[23]); MULADD(at[3], at[22]); MULADD(at[4], at[21]); MULADD(at[5], at[20]); 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/* 21 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[6], at[31]); MULADD(at[7], at[30]); MULADD(at[8], at[29]); MULADD(at[9], at[28]); MULADD(at[10], at[27]); MULADD(at[11], at[26]); MULADD(at[12], at[25]); MULADD(at[13], at[24]); MULADD(at[14], at[23]); MULADD(at[15], at[22]); COMBA_STORE(C->dp[21]); /* 22 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[7], at[31]); MULADD(at[8], at[30]); MULADD(at[9], at[29]); MULADD(at[10], at[28]); MULADD(at[11], at[27]); MULADD(at[12], at[26]); MULADD(at[13], at[25]); MULADD(at[14], at[24]); MULADD(at[15], at[23]); COMBA_STORE(C->dp[22]); /* 23 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[8], at[31]); MULADD(at[9], at[30]); MULADD(at[10], at[29]); MULADD(at[11], at[28]); MULADD(at[12], at[27]); MULADD(at[13], at[26]); MULADD(at[14], at[25]); MULADD(at[15], at[24]); COMBA_STORE(C->dp[23]); /* 24 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[9], at[31]); MULADD(at[10], at[30]); MULADD(at[11], at[29]); MULADD(at[12], at[28]); MULADD(at[13], at[27]); MULADD(at[14], at[26]); MULADD(at[15], at[25]); COMBA_STORE(C->dp[24]); /* 25 */ COMBA_FORWARD; 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int32 out_size; if (C->alloc < 64) { if (pstm_grow(C, 64) != PSTM_OKAY) { return PS_MEM_FAIL; } } out_size = A->used + B->used; memcpy(at, A->dp, 32 * sizeof(pstm_digit)); memcpy(at+32, B->dp, 32 * sizeof(pstm_digit)); COMBA_START; COMBA_CLEAR; /* 0 */ MULADD(at[0], at[32]); COMBA_STORE(C->dp[0]); /* 1 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[33]); MULADD(at[1], at[32]); COMBA_STORE(C->dp[1]); /* 2 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[34]); MULADD(at[1], at[33]); MULADD(at[2], at[32]); COMBA_STORE(C->dp[2]); /* 3 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[35]); MULADD(at[1], at[34]); MULADD(at[2], at[33]); MULADD(at[3], at[32]); COMBA_STORE(C->dp[3]); /* 4 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[36]); MULADD(at[1], at[35]); MULADD(at[2], at[34]); MULADD(at[3], at[33]); MULADD(at[4], at[32]); COMBA_STORE(C->dp[4]); /* 5 */ COMBA_FORWARD; MULADD(at[0], at[37]); MULADD(at[1], at[36]); MULADD(at[2], at[35]); MULADD(at[3], at[34]); MULADD(at[4], at[33]); MULADD(at[5], at[32]); COMBA_STORE(C->dp[5]); /* 6 */ COMBA_FORWARD; 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} else { #ifdef USE_2048_KEY_SPEED_OPTIMIZATIONS if (A->used == 32 && B->used == 32) { return pstm_mul_comba32(A, B, C); } #endif /* USE_2048_KEY_SPEED_OPTIMIZATIONS */ return pstm_mul_comba_gen(pool, A, B, C, paD, paDlen); } #else #ifdef USE_2048_KEY_SPEED_OPTIMIZATIONS if (A->used == 32 && B->used == 32) { return pstm_mul_comba32(A, B, C); } #endif /* USE_2048_KEY_SPEED_OPTIMIZATIONS */ return pstm_mul_comba_gen(pool, A, B, C, paD, paDlen); #endif } #endif /* !DISABLE_PSTM */ /******************************************************************************/