bigint/bigint.h

   1 /* bigint.h */
   2 /*
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  17     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19 /**
  20  * \file                bigint.h
  21  * \author              Daniel Otte
  22  * \date                2010-02-22
  23  *
  24  * \license         GPLv3 or later
  25  *
  26  */
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  28 #ifndef BIGINT_H_
  29 #define BIGINT_H_
  30
  31 #include <stddef.h>
  32 #include <stdint.h>
  33 #include <limits.h>
  34
  35 #define BIGINT_WORD_SIZE 8
  36
  37 #if BIGINT_WORD_SIZE == 8
  38 typedef uint8_t  bigint_word_t;
  39 typedef uint16_t bigint_wordplus_t;
  40 typedef int16_t  bigint_wordplus_signed_t;
  41 #elif BIGINT_WORD_SIZE == 16
  42 typedef uint16_t  bigint_word_t;
  43 typedef uint32_t bigint_wordplus_t;
  44 typedef int32_t  bigint_wordplus_signed_t;
  45 #elif BIGINT_WORD_SIZE == 32
  46 typedef uint32_t  bigint_word_t;
  47 typedef uint64_t bigint_wordplus_t;
  48 typedef int64_t  bigint_wordplus_signed_t;
  49 #else
  50 #error "INVALID VALUE FOR BIGINT_WORD_SIZE"
  51 #endif
  52
  53
  54 #define BIGINT_FBS_MASK (BIGINT_WORD_SIZE - 1) /* the last five bits indicate which is the first bit set */
  55 #define BIGINT_NEG_MASK 0x80 /* this bit indicates a negative value */
  56
  57 typedef size_t bigint_length_t;
  58 typedef uint_fast8_t bigint_info_t;
  59
  60 typedef struct{
  61         bigint_length_t length_W;
  62         bigint_info_t   info;
  63         bigint_word_t   *wordv; /* word vector, pointing to the LSB */
  64 }bigint_t;
  65
  66
  67
  68 /******************************************************************************/
  69
  70 void   bigint_adjust(bigint_t *a);
  71 int32_t bigint_get_first_set_bit(const bigint_t *a);
  72 int32_t bigint_get_last_set_bit(const bigint_t *a);
  73 bigint_length_t bigint_length_b(const bigint_t *a);
  74 bigint_length_t bigint_length_B(const bigint_t *a);
  75 void   bigint_copy(bigint_t *dest, const bigint_t *src);
  76 void   bigint_add_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  77 void   bigint_add_scale_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, bigint_length_t scale);
  78 void   bigint_sub_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  79 int8_t bigint_cmp_u(const bigint_t * a, const bigint_t * b);
  80 void   bigint_add_s(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  81 void   bigint_sub_s(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  82 int8_t bigint_cmp_s(const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  83 void   bigint_shiftleft_bits(bigint_t *a, uint8_t shift);
  84 void   bigint_shiftleft(bigint_t *a, bigint_length_t shift);
  85 void   bigint_shiftright_1bit(bigint_t *a);
  86 void   bigint_shiftright_1word(bigint_t *a);
  87 void   bigint_shiftright(bigint_t *a, bigint_length_t shift);
  88 void   bigint_xor(bigint_t *dest, const bigint_t *a);
  89 void   bigint_set_zero(bigint_t *a);
  90 void   bigint_mul_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  91 void   bigint_mul_s(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  92 void   bigint_square(bigint_t *dest, const bigint_t *a);
  93 void   bigint_sub_u_bitscale(bigint_t *a, const bigint_t *b, bigint_length_t bitscale);
  94 void   bigint_reduce(bigint_t *a, const bigint_t *r);
  95 void   bigint_mul_word_u(bigint_t *a, bigint_word_t b);
  96 void   bigint_gcdext(bigint_t *gcd, bigint_t *a, bigint_t *b, const bigint_t *x, const bigint_t *y);
  97 void   bigint_inverse(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *m);
  98 void   bigint_changeendianess(bigint_t *a);
  99 void   bigint_clip(bigint_t *dest, bigint_length_t s);
 100 void   bigint_mont_mul(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b, const bigint_t *m, const bigint_t *m_);
 101 void   bigint_mont_red(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *m, const bigint_t *m_);
 102 void   bigint_mont_gen_m_(bigint_t* dest, const bigint_t* m);
 103 void   bigint_mont_trans(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *m);
 104
 105 void   bigint_expmod_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *exp, const bigint_t *r);
 106 void   bigint_expmod_u_sam(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *exp, const bigint_t *r);
 107 void   bigint_expmod_u_mont_sam(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *exp, const bigint_t *r);
 108 void   bigint_expmod_u_mont_accel(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *exp, const bigint_t *r, const bigint_t *m_);
 109
 110
 111 #endif /*BIGINT_H_*/