bigint2/bigint2.h

   1 /* bigint2.h */
   2 /*
   3     This file is part of the AVR-Crypto-Lib.
   4     Copyright (C) 2014 Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
   5
   6     This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20 #ifndef BIGINT2_H_
  21 #define BIGINT2_H_
  22
  23 #include <stdint.h>
  24 #include <limits.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26
  27 #define BIGINT_WORD_SIZE 8
  28
  29 #if BIGINT_WORD_SIZE == 8
  30 typedef uint8_t  bigint_word_t;
  31 typedef uint16_t bigint_wordplus_t;
  32 typedef int16_t  bigint_wordplus_signed_t;
  33 #elif BIGINT_WORD_SIZE == 16
  34 typedef uint16_t  bigint_word_t;
  35 typedef uint32_t bigint_wordplus_t;
  36 typedef int32_t  bigint_wordplus_signed_t;
  37 #elif BIGINT_WORD_SIZE == 32
  38 typedef uint32_t  bigint_word_t;
  39 typedef uint64_t bigint_wordplus_t;
  40 typedef int64_t  bigint_wordplus_signed_t;
  41 #else
  42 #error "INVALID VALUE FOR BIGINT_WORD_SIZE"
  43 #endif
  44
  45 typedef uint16_t bigint_length_t;
  46 typedef uint8_t bigint_info_t;
  47
  48 #define BIGINT_SIGN_MASK 0x80
  49 #define BIGINT_GET_SIGN(x) ((x)->info & BIGINT_SIGN_MASK)
  50 #define BIGINT_SET_POS(x) ((x)->info &= ~BIGINT_SIGN_MASK)
  51 #define BIGINT_SET_NEG(x) ((x)->info |= BIGINT_SIGN_MASK)
  52
  53
  54 typedef struct {
  55     bigint_word_t *wordv;
  56     bigint_length_t length_W;
  57     bigint_length_t allocated_W;
  58     bigint_info_t info;
  59 } bigint_t;
  60
  61 extern void *(*int_realloc)(void *ptr, size_t size);
  62 extern void (*int_free)(void *ptr);
  63
  64 int bigint_copy(bigint_t *dest, const bigint_t *a);
  65
  66 int bigint_free(bigint_t *a);
  67
  68 /**
  69  * \brief dest = |a| + |b|
  70  * Adds the bigints a and b and stores the result in dest.
  71  * Signs are ignored.
  72  */
  73 int bigint_add_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  74
  75 /**
  76  * \brief dest = |a| - |b|
  77  * Subtracts b from a and stores the result in dest.
  78  * Signs are ignored
  79  */
  80 int bigint_sub_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
  81
  82 /**
  83  * \brief a <<= 1
  84  */
  85 int bigint_shiftleft_1bit(bigint_t *a);
  86
  87 /**
  88  * \brief dest = a << s
  89  */
  90 int bigint_shiftleft(bigint_t *dest, const bigint_t *a, bigint_length_t s);
  91
  92 /**
  93  * \brief a >>= 1
  94  */
  95 int bigint_shiftright_1bit(bigint_t *a);
  96
  97 /**
  98  * \brief dest = a ** 2
  99  */
 100 int bigint_square(bigint_t *dest, const bigint_t *a);
 101
 102 /**
 103  * \brief dest = |a * b|
 104  * unsigned multiply a bigint (a) by a word (b)
 105  */
 106 int bigint_mul_word(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_word_t b);
 107
 108 /**
 109  * \brief dest = a * b
 110  */
 111 int bigint_mul_schoolbook(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
 112
 113 /*
 114  * UNSAFE!!!
 115  * a <=> b
 116  */
 117 int8_t bigint_cmp_u(const bigint_t *a, const bigint_t *b);
 118
 119 /*
 120  * UNSAFE!!!
 121  * a <=> b * (B ** s)
 122  */
 123 int8_t bigint_cmp_scale(const bigint_t *a, const bigint_t *b, bigint_length_t s);
 124
 125 /*
 126  * UNSAFE!!!
 127  */
 128 int bigint_adjust_length(bigint_t *a);
 129
 130 bigint_length_t bigint_get_first_set_bit(const bigint_t *a);
 131
 132 int bigint_divide(bigint_t *q, bigint_t *r, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
 133
 134 int8_t bigint_cmp_s(const bigint_t *a, const bigint_t *b);
 135
 136 int bigint_gcdext(bigint_t *gcd, bigint_t *x, bigint_t *y, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
 137
 138
 139
 140 #endif /* BIGINT2_H_ */