]> git.cryptolib.org Git - avr-crypto-lib.git/commitdiff
first publication of bigint2-dev
authorbg <bg@nerilex.org>
Sun, 29 Jun 2014 20:00:17 +0000 (22:00 +0200)
committerbg <bg@nerilex.org>
Sun, 29 Jun 2014 20:00:17 +0000 (22:00 +0200)
bigint2/bigint2.c [new file with mode: 0644]
bigint2/bigint2.h [new file with mode: 0644]
bigint2/bigint2_io.c [new file with mode: 0644]
bigint2/bigint2_io.h [new file with mode: 0644]
host/bigint2_test.rb [new file with mode: 0644]
test_src/main-bigint2-test.c [new file with mode: 0644]

diff --git a/bigint2/bigint2.c b/bigint2/bigint2.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..449070b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,956 @@
+/*
+ * bigint2.c
+ *
+ *  Created on: 09.04.2014
+ *      Author: bg
+ */
+
+#include <bigint2.h>
+#include <bigint2_io.h>
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+
+#define CHECKS 1
+
+#define E_PARAM -1;
+#define E_OOM   -2;
+#define E_VALUE -3;
+
+
+#define MAX(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
+#define MIN(a,b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
+
+void *(*int_realloc)(void *ptr, size_t size);
+void (*int_free)(void *ptr);
+
+/**
+ * \brief used to check if bigint is large enough
+ * Checks if the memory of a is large enough to hold min_size
+ * words, and if this is not the case tries to increase the allocated memory
+ * amount (conserving the memory content).
+ * If the allocated memory insufficient and the buffer could not be enlarged
+ * E_OOM is returned, otherwise 0 is returned.
+ */
+static
+int check_size(bigint_t *a, bigint_length_t min_size) {
+    bigint_word_t *tmp;
+    if (a->allocated_W >= min_size) {
+        return 0;
+    }
+    tmp = int_realloc(a->wordv, min_size * sizeof(bigint_word_t));
+    if (!tmp) {
+        return E_OOM;
+    }
+    a->wordv = tmp;
+    a->allocated_W = min_size;
+    return 0;
+}
+
+int bigint_copy(bigint_t *dest, const bigint_t *a) {
+    int r;
+    if (dest == a) {
+        return 0;
+    }
+    r = check_size(dest, a->length_W);
+    if (r) {
+        return r;
+    }
+    dest->info = a->info;
+    dest->length_W = a->length_W;
+    memcpy(dest->wordv, a->wordv, a->length_W * sizeof(bigint_word_t));
+
+    return 0;
+}
+
+int bigint_free(bigint_t *a) {
+    if(a->allocated_W) {
+        int_free(a->wordv);
+    }
+    memset(a, 0, sizeof(bigint_t));
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief dest = |a| + |b|
+ * Adds the bigints a and b and stores the result in dest.
+ * Signs are ignored.
+ */
+int bigint_add_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    bigint_word_t t, c1, c2, c = 0;
+    bigint_length_t i, j;
+    int r;
+#if CHECKS
+    if (!dest || !a || !b) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+#if CHECKS
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W))) {
+        return r;
+    }
+#endif
+    j = MIN(a->length_W, b->length_W);
+    for (i = 0; i < j; ++i) {
+        t = a->wordv[i] + b->wordv[i];
+        c1 = t < a->wordv[i];
+        dest->wordv[i] = t + c;
+        c2 = dest->wordv[i] < t;
+        c = c1 | c2;
+    }
+    for (; i < a->length_W; ++i) {
+        t = a->wordv[i];
+        dest->wordv[i] = t + c;
+        c = dest->wordv[i] < t;
+    }
+    dest->length_W = i;
+    return 0;
+}
+
+/** UNSAFE!!!
+ * \brief dest = |a| + |b|
+ * Adds the bigints a and b and stores the result in dest.
+ * Signs are ignored.
+ */
+int bigint_add_auto_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    bigint_word_t t, c1, c2, c = 0;
+    bigint_length_t i, j;
+    int r;
+#if CHECKS
+    if (!dest || !a || !b) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+    if (a->length_W < b->length_W) {
+        const bigint_t *t;
+        t = a;
+        a = b;
+        b = t;
+    }
+#if CHECKS
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W + 1))) {
+        return r;
+    }
+#endif
+    j = MIN(a->length_W, b->length_W);
+    for (i = 0; i < j; ++i) {
+        t = a->wordv[i] + b->wordv[i];
+        c1 = t < a->wordv[i];
+        dest->wordv[i] = t + c;
+        c2 = dest->wordv[i] < t;
+        c = c1 | c2;
+    }
+    for (; i < a->length_W; ++i) {
+        t = a->wordv[i];
+        dest->wordv[i] = t + c;
+        c = dest->wordv[i] < t;
+    }
+    if (c) {
+        dest->wordv[i++] = c;
+    }
+    dest->length_W = i;
+    return 0;
+}
+
+
+/**
+ * \brief dest = ~a
+ */
+int bigint_invert(bigint_t *dest, const bigint_t *a) {
+    bigint_length_t i;
+    int r;
+#if CHECKS
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W))) {
+        return r;
+    }
+#endif
+    i = a->length_W;
+    while(i--) {
+        dest->wordv[i] = ~a->wordv[i];
+    }
+    dest->length_W = a->length_W;
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief dest = a + 1
+ */
+int bigint_add_one(bigint_t *dest, const bigint_t *a) {
+    bigint_t one = {
+        .wordv = (bigint_word_t*)"\x01",
+        .length_W = 1,
+        .allocated_W = 1,
+        .info = 0
+    };
+    return bigint_add_u(dest, a, &one);
+}
+
+/**
+ * \brief dest = -a
+ */
+int bigint_negate(bigint_t *dest, const bigint_t *a) {
+    int r = 0;
+#if CHECKS
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W))) {
+        return r;
+    }
+#endif
+    r |= bigint_invert(dest, a);
+    r |= bigint_add_one(dest, dest);
+    return r;
+}
+
+/**
+ * \brief dest = |a| - |b|
+ * Subtracts b from a and stores the result in dest.
+ * Signs are ignored
+ */
+int bigint_sub_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    bigint_length_t i, j;
+    bigint_word_t t, c1, c2, c = 0;
+    int r;
+#if CHECKS
+    if (!dest || !a || !b) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+#if CHECKS
+    if ((r = check_size(dest, MAX(a->length_W, b->length_W)))) {
+        return r;
+    }
+
+#endif
+    j = MIN(a->length_W, b->length_W);
+    for (i = 0; i < j; ++i) {
+        t = a->wordv[i] - b->wordv[i];
+        c1 = t > a->wordv[i];
+        dest->wordv[i] = t - c;
+        c2 = dest->wordv[i] > t;
+        c = c1 | c2;
+    }
+    for (; i < a->length_W; ++i) {
+        t = a->wordv[i];
+        dest->wordv[i] = t - c;
+        c = dest->wordv[i] > t;
+    }
+    dest->length_W = a->length_W;
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief a <<= 1
+ */
+int bigint_shiftleft_words(bigint_t *dest, const bigint_t *a, bigint_length_t s) {
+#if CHECKS
+    if (!a) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+    if (s == 0) {
+        bigint_copy(dest, a);
+        return 0;
+    }
+    int r;
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W + s))) {
+        return r;
+    }
+    memmove(&dest->wordv[s], &a->wordv[0], a->length_W * sizeof(bigint_word_t));
+    memset(&dest->wordv[0], 0, s * sizeof(bigint_word_t));
+    dest->length_W = a->length_W + s;
+    return 0;
+}
+
+
+/**
+ * \brief a <<= 1
+ */
+int bigint_shiftleft_1bit(bigint_t *a) {
+    uint8_t c1 = 0, c2;
+    bigint_word_t t;
+    bigint_length_t i;
+#if CHECKS
+    if (!a) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+
+    for(i = 0; i < a->length_W; ++i) {
+        t = a->wordv[i];
+        c2 = t >> (BIGINT_WORD_SIZE - 1);
+        t <<= 1;
+        t |= c1;
+        a->wordv[i] = t;
+        c1 = c2;
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief a <<= s
+ */
+static
+int bigint_shiftleft_small(bigint_t *dest, const bigint_t *a, uint_fast8_t s) {
+    bigint_wordplus_t t = 0;
+    bigint_length_t i, l;
+#if CHECKS
+    if (!a) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+    l = bigint_get_first_set_bit(a) + BIGINT_WORD_SIZE;
+#if CHECKS
+    int r;
+    if ((r = check_size(dest, (l + s ) / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+        return r;
+    }
+
+#endif
+    dest->length_W = (l + s ) / BIGINT_WORD_SIZE;
+    l /= BIGINT_WORD_SIZE;
+    for(i = 0; i < l; ++i) {
+        t |= (bigint_wordplus_t)a->wordv[i] << s;
+        dest->wordv[i] = t;
+        t >>= BIGINT_WORD_SIZE;
+    }
+    if (t) {
+        dest->wordv[i] = t;
+    }
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief dest = a << s
+ */
+int bigint_shiftleft(bigint_t *dest, const bigint_t *a, bigint_length_t s) {
+    int r;
+    if((r = bigint_shiftleft_small(dest, a, s % BIGINT_WORD_SIZE))) {
+        return r;
+    }
+    if ((r = bigint_shiftleft_words(dest, dest, s / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+        return r;
+    }
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief a >>= 1
+ */
+int bigint_shiftright_1bit(bigint_t *a) {
+    uint8_t c1 = 0, c2;
+    bigint_word_t t;
+    bigint_length_t i;
+#if CHECKS
+    if (!a) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+
+    for(i = a->length_W; i != 0; --i) {
+        t = a->wordv[i - 1];
+        c2 = t & 1;
+        t >>= 1;
+        t |= c1 << (BIGINT_WORD_SIZE - 1);
+        a->wordv[i - 1] = t;
+        c1 = c2;
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief dest = a ** 2
+ */
+int bigint_square(bigint_t *dest, const bigint_t *a) {
+    bigint_word_t c1, c2;
+    bigint_wordplus_t uv;
+    bigint_word_t q;
+    bigint_length_t i, j;
+#if CHECKS
+    int r;
+    if (!dest || !a) {
+        return E_PARAM;
+    }
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W * 2))) {
+        return r;
+    }
+#endif
+    if (dest == a) {
+        bigint_t t = {NULL, 0, 0, 0};
+        bigint_copy(&t, a);
+        r = bigint_square(dest, &t);
+        bigint_free(&t);
+        return r;
+    }
+    memset(dest->wordv, 0, 2 * a->length_W * sizeof(bigint_word_t));
+    for(i = 0; i < a->length_W; ++i) {
+        uv =   (bigint_wordplus_t)dest->wordv[2 * i]
+             + (bigint_wordplus_t)a->wordv[i]
+             * (bigint_wordplus_t)a->wordv[i];
+        dest->wordv[2 * i] = uv;
+        c1 = uv >> BIGINT_WORD_SIZE;
+        c2 = 0;
+        for (j = i + 1; j < a->length_W; ++j) {
+            uv =   (bigint_wordplus_t)a->wordv[i]
+                 * (bigint_wordplus_t)a->wordv[j];
+            q = uv >> (2 * BIGINT_WORD_SIZE - 1);
+            uv <<= 1;
+            uv += dest->wordv[i + j];
+            q += (uv < dest->wordv[i + j]); /* this might be dangerous! XXX */
+            uv += c1;
+            q += (uv < c1); /* this might be dangerous! XXX */
+            dest->wordv[i + j] = uv;
+            c1 = c2 + (uv >> BIGINT_WORD_SIZE);
+            c2 = q + (c1 < c2); /* this might be dangerous! XXX */
+        }
+        dest->wordv[i + a->length_W] += c1;
+        dest->wordv[i + a->length_W + 1] = c2 + (dest->wordv[i + a->length_W] < c1);  /* this might be dangerous! XXX */
+    }
+    dest->length_W = a->length_W * 2;
+    return 0;
+}
+
+
+/**
+ * \brief dest = |a * b|
+ * unsigned multiply a bigint (a) by a word (b)
+ */
+int bigint_mul_word(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_word_t b) {
+    bigint_wordplus_t c1 = 0;
+    bigint_length_t i;
+#if CHECKS
+    int r;
+    if (!dest || !a || !b) {
+        return E_PARAM;
+    }
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W + 1))) {
+        return r;
+    }
+#endif
+    for(i = 0; i < a->length_W; ++i) {
+        c1 += (bigint_wordplus_t)b * (bigint_wordplus_t)a->wordv[i];
+        dest->wordv[i] = c1;
+        c1 >>= BIGINT_WORD_SIZE;
+    }
+    dest->wordv[i++] = c1;
+    dest->length_W = i;
+    BIGINT_SET_POS(dest);
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * \brief dest = a * b
+ */
+int bigint_mul_schoolbook(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    bigint_wordplus_t v;
+    bigint_word_t c;
+    bigint_length_t i, j;
+    int r;
+#if CHECKS
+    if (!dest || !a || !b) {
+        return E_PARAM;
+    }
+    if ((r = check_size(dest, a->length_W + b->length_W))) {
+        return r;
+    }
+#endif
+    if (dest == a) {
+        bigint_t t = {NULL, 0, 0, 0};
+        bigint_copy(&t, a);
+        r = bigint_mul_schoolbook(dest, &t, b);
+        bigint_free(&t);
+        return r;
+    }
+    if (dest == b) {
+        bigint_t t = {NULL, 0, 0, 0};
+        bigint_copy(&t, b);
+        r = bigint_mul_schoolbook(dest, a, &t);
+        bigint_free(&t);
+        return r;
+    }
+    memset(dest->wordv, 0, (a->length_W + b->length_W) * sizeof(bigint_word_t));
+    for(i = 0; i < b->length_W; ++i) {
+        c = 0;
+        for(j = 0; j < a->length_W; ++j) {
+            v =   (bigint_wordplus_t)a->wordv[j]
+                * (bigint_wordplus_t)b->wordv[i];
+            v += (bigint_wordplus_t)dest->wordv[i + j];
+            v += (bigint_wordplus_t)c;
+            dest->wordv[i + j] = v;
+            c = v >> BIGINT_WORD_SIZE;
+        }
+        dest->wordv[i + j] = c;
+    }
+
+    dest->length_W = a->length_W + b->length_W;
+    dest->info &= ~BIGINT_SIGN_MASK;
+    dest->info |= (a->info ^ b->info) & BIGINT_SIGN_MASK;
+    return 0;
+}
+
+/*
+ * UNSAFE!!!
+ */
+int8_t bigint_cmp_u(const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    int8_t r = 1;
+    bigint_length_t i;
+    if (a->length_W == 0 && b->length_W == 0) {
+        return 0;
+    }
+    if (b->length_W == 0) {
+        return 1;
+    }
+    if (a->length_W == 0) {
+        return -1;
+    }
+    if (a->length_W < b->length_W) {
+        const bigint_t *t;
+        t = a;
+        a = b;
+        b = t;
+        r = -1;
+    }
+    for (i = a->length_W - 1; i > b->length_W - 1; --i) {
+        if (a->wordv[i]) {
+            return r;
+        }
+    }
+    ++i;
+    do {
+        --i;
+        if (a->wordv[i] != b->wordv[i]) {
+            return a->wordv[i] > b->wordv[i] ? r : -r;
+        }
+    } while (i);
+    return 0;
+}
+
+int8_t bigint_cmp_s(const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    if ( bigint_get_first_set_bit(a) == (bigint_length_t)-1 &&
+         bigint_get_first_set_bit(b) == (bigint_length_t)-1 ) {
+        return 0;
+    }
+    if ((a->info & BIGINT_SIGN_MASK) ^ (b->info & BIGINT_SIGN_MASK)) {
+        return (a->info & BIGINT_SIGN_MASK) ? -1 : 1;
+    } else {
+        int r;
+        r = bigint_cmp_u(a, b);
+        return (a->info & BIGINT_SIGN_MASK) ? -r : r;
+    }
+    return 0;
+}
+
+/*
+ * UNSAFE!!!
+ * a <=> b * (B ** s)
+ */
+int8_t bigint_cmp_scale(const bigint_t *a, const bigint_t *b, bigint_length_t s) {
+    bigint_length_t i;
+    if (s == 0) {
+        return bigint_cmp_u(a, b);
+    }
+    if (a->length_W == 0 && b->length_W == 0) {
+        return 0;
+    }
+    if (b->length_W == 0) {
+        return 1;
+    }
+    if (a->length_W == 0) {
+        return -1;
+    }
+    if (s > a->length_W) {
+        return -1;
+    }
+    for (i = a->length_W - 1; i > b->length_W + s - 1; --i) {
+        if (a->wordv[i]) {
+            return 1;
+        }
+    }
+    for (; i > s - 1; --i) {
+        if (a->wordv[i] != b->wordv[i + s]){
+            return a->wordv[i] > b->wordv[i + s] ? 1 : -1;
+        }
+    }
+        ++i;
+    do {
+        --i;
+        if (a->wordv[i]) {
+            return 1;
+        }
+    } while (i);
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * XXXXXXXXXXXX
+ * \brief dest = |a| - |b| * B ** s
+ * Subtracts b from a and stores the result in dest.
+ * Signs are ignored
+ */
+int bigint_sub_scale(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b, bigint_length_t s) {
+    bigint_length_t i, j;
+    bigint_word_t t, c1, c2, c = 0;
+    int r;
+#if CHECKS
+    if (!dest || !a || !b) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+#if CHECKS
+    if ((r = check_size(dest, MAX(a->length_W, b->length_W)))) {
+        return r;
+    }
+
+#endif
+    j = MIN(a->length_W, b->length_W);
+    for (i = 0; i < j; ++i) {
+        t = a->wordv[i + s] - b->wordv[i];
+        c1 = t > a->wordv[i + s];
+        dest->wordv[i + s] = t - c;
+        c2 = dest->wordv[i + s] > t;
+        c = c1 | c2;
+    }
+    for (; i < a->length_W; ++i) {
+        t = a->wordv[i + s];
+        dest->wordv[i + s] = t - c;
+        c = dest->wordv[i + s] > t;
+    }
+    dest->length_W = a->length_W;
+    return 0;
+}
+
+/*
+ * UNSAFE!!!
+ */
+int bigint_adjust_length(bigint_t *a) {
+#if CHECKS
+    if (!a) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+    while (a->length_W) {
+        if (a->wordv[a->length_W - 1]) {
+            return 0;
+        }
+        a->length_W--;
+    }
+    return 0;
+}
+
+bigint_length_t bigint_get_first_set_bit(const bigint_t *a) {
+    bigint_length_t r;
+    bigint_word_t t;
+    if (!a) {
+        return (bigint_length_t)-1;
+    }
+    if (a->length_W == 0) {
+        return (bigint_length_t)-1;
+    }
+    r = a->length_W - 1;
+    while (r && a->wordv[r] == 0) {
+        --r;
+    }
+    t = a->wordv[r];
+    if (!t) {
+        return (bigint_length_t)-1;
+    }
+    r *= BIGINT_WORD_SIZE;
+    t >>= 1;
+    while (t) {
+        t >>= 1;
+        ++r;
+    }
+    return r;
+}
+
+/*
+ * UNSAFE!!!
+ * a = q * b + r
+ */
+int bigint_divide(bigint_t *q, bigint_t *r, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    bigint_t a_ = {NULL, 0, 0, 0}, x_ = {NULL, 0, 0, 0};
+    bigint_length_t i, la, lb;
+    int ret;
+#if CHECKS
+    if (!a || !b || (!q && !r)) {
+        return E_PARAM;
+    }
+#endif
+    la = bigint_get_first_set_bit(a);
+    lb = bigint_get_first_set_bit(b);
+    if (lb == (bigint_length_t)-1) {
+        return E_VALUE;
+    }
+    if (la == (bigint_length_t)-1) {
+        if (q) {
+            q->length_W = 0;
+        }
+        if (r) {
+            r->length_W = 0;
+        }
+        return 0;
+    }
+    if (la < lb) {
+        if (q) {
+            q->length_W = 0;
+        }
+        if (r) {
+            bigint_copy(r, a);
+        }
+        return 0;
+    }
+    i = la - lb;
+    if (q) {
+        if ((ret = check_size(q, (i + BIGINT_WORD_SIZE - 1) / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+            return ret;
+        }
+        memset(q->wordv, 0, q->allocated_W * sizeof(bigint_word_t));
+    }
+    if (r) {
+        if ((ret = check_size(q, (lb + BIGINT_WORD_SIZE - 1) / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+            return ret;
+        }
+    }
+    if ((ret = bigint_copy(&a_, a))) {
+        return ret;
+    }
+    if ((ret = bigint_shiftleft(&x_, b, i))) {
+        bigint_free(&a_);
+        return ret;
+    }
+#if 0
+    printf("DBG: x' = ");
+    bigint_print_hex(&x_);
+    printf("; b = ");
+    bigint_print_hex(b);
+    printf("; la = %d; lb = %d; i = %d\n", la, lb, i);
+#endif
+    do {
+        if (bigint_cmp_u(&a_, &x_) >= 0) {
+            bigint_sub_u(&a_, &a_, &x_);
+            if (q) {
+                q->wordv[i / BIGINT_WORD_SIZE] |= 1 << (i % BIGINT_WORD_SIZE);
+            }
+        }
+        bigint_shiftright_1bit(&x_);
+    } while (i--);
+    if (r) {
+        bigint_copy(r, &a_);
+    }
+    bigint_free(&x_);
+    bigint_free(&a_);
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * UNSAFE!!!
+ */
+int bigint_sub_s(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    int8_t s;
+    int r;
+    if (a->length_W == 0) {
+        bigint_copy(dest, b);
+        dest->info ^= BIGINT_SIGN_MASK;
+        return 0;
+    }
+    if ((a->info ^ b->info) & BIGINT_SIGN_MASK) {
+        /* different signs */
+        if ((r = bigint_add_auto_u(dest, a, b))) {
+            return r;
+        }
+        dest->info = a->info;
+    } else {
+        s = bigint_cmp_u(a, b);
+        if (s >= 0) {
+            if (( r = bigint_sub_u(dest, a, b))) {
+                return r;
+            }
+            dest->info = a->info;
+        } else {
+            if (( r = bigint_sub_u(dest, b, a))) {
+                return r;
+            }
+            dest->info = (~a->info) & BIGINT_SIGN_MASK;
+        }
+    }
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * UNSAFE!!!
+ */
+int bigint_add_s(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    int8_t s;
+    int r;
+    if ((a->info ^ b->info) & BIGINT_SIGN_MASK) {
+        /* different signs */
+        s = bigint_cmp_u(a, b);
+        if (s >= 0) {
+            if (( r = bigint_sub_u(dest, a, b))) {
+                return r;
+            }
+            dest->info = a->info;
+        } else {
+            if (( r = bigint_sub_u(dest, b, a))) {
+                return r;
+            }
+            dest->info = (~a->info) & BIGINT_SIGN_MASK;
+        }
+    } else {
+        if ((r = bigint_add_auto_u(dest, a, b))) {
+            return r;
+        }
+        dest->info = a->info;
+    }
+    return 0;
+}
+
+int8_t bigint_is_even(const bigint_t *a) {
+    if (!a) {
+        return E_VALUE;
+    }
+    if (a->length_W == 0 || (a->wordv[0] & 1) == 0) {
+        return 1;
+    }
+    return 0;
+}
+
+int8_t bigint_is_odd(const bigint_t *a) {
+    if (!a) {
+        return E_VALUE;
+    }
+    if (a->length_W > 0 && (a->wordv[0] & 1) == 1) {
+        return 1;
+    }
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * UNSAFE!!!
+ * (a, b) -> (x, y, v)
+ * v = gcd(a,b)
+ * x * a + y * b = v
+ */
+int bigint_gcdext(bigint_t *gcd, bigint_t *x, bigint_t *y, const bigint_t *a, const bigint_t *b) {
+    bigint_length_t g = 0;
+    bigint_t u = {NULL, 0, 0, 0}, v = {NULL, 0, 0, 0};
+    bigint_t x_ = {NULL, 0, 0, 0}, y_ = {NULL, 0, 0, 0};
+    bigint_t A = {NULL, 0, 0, 0}, B = {NULL, 0, 0, 0};
+    bigint_t C = {NULL, 0, 0, 0}, D = {NULL, 0, 0, 0};
+    int r;
+    if ((r = bigint_copy(&x_, a))) {
+        return r;
+    }
+    if ((r = bigint_copy(&y_, b))) {
+        bigint_free(&x_);
+        return r;
+    }
+    bigint_adjust_length(&x_);
+    bigint_adjust_length(&y_);
+    if (x_.length_W == 0 || y_.length_W == 0) {
+        bigint_free(&y_);
+        bigint_free(&x_);
+        return E_VALUE;
+    }
+    while (((x_.wordv[0] | y_.wordv[0]) & 1) == 0) {
+        ++g;
+        bigint_shiftright_1bit(&x_);
+        bigint_shiftright_1bit(&y_);
+    }
+    if ((r = check_size(&A, 1 + (bigint_get_first_set_bit(&y_) + BIGINT_WORD_SIZE) / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+        bigint_free(&y_);
+        bigint_free(&x_);
+        return r;
+    }
+    if ((r = check_size(&C, 1 + (bigint_get_first_set_bit(&y_) + BIGINT_WORD_SIZE) / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+        bigint_free(&A);
+        bigint_free(&y_);
+        bigint_free(&x_);
+        return r;
+    }
+    if ((r = check_size(&B, 1 + (bigint_get_first_set_bit(&x_) + BIGINT_WORD_SIZE) / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+        bigint_free(&C);
+        bigint_free(&A);
+        bigint_free(&y_);
+        bigint_free(&x_);
+        return r;
+    }
+    if ((r = check_size(&D, 1 + (bigint_get_first_set_bit(&x_) + BIGINT_WORD_SIZE) / BIGINT_WORD_SIZE))) {
+        bigint_free(&B);
+        bigint_free(&C);
+        bigint_free(&A);
+        bigint_free(&y_);
+        bigint_free(&x_);
+        return r;
+    }
+    if ((r = bigint_copy(&u, &x_))) {
+        bigint_free(&D);
+        bigint_free(&B);
+        bigint_free(&C);
+        bigint_free(&A);
+        bigint_free(&y_);
+        bigint_free(&x_);
+        return r;
+    }
+    if ((r = bigint_copy(&v, &y_))) {
+        bigint_free(&u);
+        bigint_free(&D);
+        bigint_free(&B);
+        bigint_free(&C);
+        bigint_free(&A);
+        bigint_free(&y_);
+        bigint_free(&x_);
+        return r;
+    }
+    A.wordv[0] = D.wordv[0] = 1;
+    A.length_W = D.length_W = 1;
+    C.length_W = B.length_W = 0;
+
+    do {
+        while ((u.wordv[0] & 1) == 0) {
+            bigint_shiftright_1bit(&u);
+            if (bigint_is_odd(&A) || bigint_is_odd(&B)) {
+                bigint_add_s(&A, &A, &y_);
+                bigint_sub_s(&B, &B, &x_);
+            }
+            bigint_shiftright_1bit(&A);
+            bigint_shiftright_1bit(&B);
+        }
+        while ((v.wordv[0] & 1) == 0) {
+            bigint_shiftright_1bit(&v);
+            if (bigint_is_odd(&C) || bigint_is_odd(&D)) {
+                bigint_add_s(&C, &C, &y_);
+                bigint_sub_s(&D, &D, &x_);
+            }
+            bigint_shiftright_1bit(&C);
+            bigint_shiftright_1bit(&D);
+        }
+        if (bigint_cmp_s(&u, &v) >= 0) {
+            bigint_sub_s(&u, &u, &v);
+            bigint_sub_s(&A, &A, &C);
+            bigint_sub_s(&B, &B, &D);
+        } else {
+            bigint_sub_s(&v, &v, &u);
+            bigint_sub_s(&C, &C, &A);
+            bigint_sub_s(&D, &D, &B);
+        }
+        bigint_adjust_length(&u);
+    } while (u.length_W != 0);
+    if (gcd) {
+        bigint_shiftleft(gcd, &v, g);
+    }
+    if (x) {
+        bigint_copy(x, &C);
+    }
+    if (y) {
+        bigint_copy(y, &D);
+    }
+    bigint_free(&v);
+    bigint_free(&u);
+    bigint_free(&D);
+    bigint_free(&B);
+    bigint_free(&C);
+    bigint_free(&A);
+    bigint_free(&y_);
+    bigint_free(&x_);
+    return 0;
+}
diff --git a/bigint2/bigint2.h b/bigint2/bigint2.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4bd9421
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,140 @@
+/* bigint2.h */
+/*
+    This file is part of the AVR-Crypto-Lib.
+    Copyright (C) 2014 Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
+
+    This program is free software: 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 3 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+
+#ifndef BIGINT2_H_
+#define BIGINT2_H_
+
+#include <stdint.h>
+#include <limits.h>
+#include <stdlib.h>
+
+#define BIGINT_WORD_SIZE 8
+
+#if BIGINT_WORD_SIZE == 8
+typedef uint8_t  bigint_word_t;
+typedef uint16_t bigint_wordplus_t;
+typedef int16_t  bigint_wordplus_signed_t;
+#elif BIGINT_WORD_SIZE == 16
+typedef uint16_t  bigint_word_t;
+typedef uint32_t bigint_wordplus_t;
+typedef int32_t  bigint_wordplus_signed_t;
+#elif BIGINT_WORD_SIZE == 32
+typedef uint32_t  bigint_word_t;
+typedef uint64_t bigint_wordplus_t;
+typedef int64_t  bigint_wordplus_signed_t;
+#else
+#error "INVALID VALUE FOR BIGINT_WORD_SIZE"
+#endif
+
+typedef uint16_t bigint_length_t;
+typedef uint8_t bigint_info_t;
+
+#define BIGINT_SIGN_MASK 0x80
+#define BIGINT_GET_SIGN(x) ((x)->info & BIGINT_SIGN_MASK)
+#define BIGINT_SET_POS(x) ((x)->info &= ~BIGINT_SIGN_MASK)
+#define BIGINT_SET_NEG(x) ((x)->info |= BIGINT_SIGN_MASK)
+
+
+typedef struct {
+    bigint_word_t *wordv;
+    bigint_length_t length_W;
+    bigint_length_t allocated_W;
+    bigint_info_t info;
+} bigint_t;
+
+extern void *(*int_realloc)(void *ptr, size_t size);
+extern void (*int_free)(void *ptr);
+
+int bigint_copy(bigint_t *dest, const bigint_t *a);
+
+int bigint_free(bigint_t *a);
+
+/**
+ * \brief dest = |a| + |b|
+ * Adds the bigints a and b and stores the result in dest.
+ * Signs are ignored.
+ */
+int bigint_add_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
+
+/**
+ * \brief dest = |a| - |b|
+ * Subtracts b from a and stores the result in dest.
+ * Signs are ignored
+ */
+int bigint_sub_u(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
+
+/**
+ * \brief a <<= 1
+ */
+int bigint_shiftleft_1bit(bigint_t *a);
+
+/**
+ * \brief dest = a << s
+ */
+int bigint_shiftleft(bigint_t *dest, const bigint_t *a, bigint_length_t s);
+
+/**
+ * \brief a >>= 1
+ */
+int bigint_shiftright_1bit(bigint_t *a);
+
+/**
+ * \brief dest = a ** 2
+ */
+int bigint_square(bigint_t *dest, const bigint_t *a);
+
+/**
+ * \brief dest = |a * b|
+ * unsigned multiply a bigint (a) by a word (b)
+ */
+int bigint_mul_word(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_word_t b);
+
+/**
+ * \brief dest = a * b
+ */
+int bigint_mul_schoolbook(bigint_t *dest, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
+
+/*
+ * UNSAFE!!!
+ * a <=> b
+ */
+int8_t bigint_cmp_u(const bigint_t *a, const bigint_t *b);
+
+/*
+ * UNSAFE!!!
+ * a <=> b * (B ** s)
+ */
+int8_t bigint_cmp_scale(const bigint_t *a, const bigint_t *b, bigint_length_t s);
+
+/*
+ * UNSAFE!!!
+ */
+int bigint_adjust_length(bigint_t *a);
+
+bigint_length_t bigint_get_first_set_bit(const bigint_t *a);
+
+int bigint_divide(bigint_t *q, bigint_t *r, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
+
+int8_t bigint_cmp_s(const bigint_t *a, const bigint_t *b);
+
+int bigint_gcdext(bigint_t *gcd, bigint_t *x, bigint_t *y, const bigint_t *a, const bigint_t *b);
+
+
+
+#endif /* BIGINT2_H_ */
diff --git a/bigint2/bigint2_io.c b/bigint2/bigint2_io.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f347688
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,180 @@
+/* bigint_io.c */
+/*
+    This file is part of the ARM-Crypto-Lib.
+    Copyright (C) 2010 Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
+
+    This program is free software: 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 3 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+
+#include "cli.h"
+#include "hexdigit_tab.h"
+#include "bigint2.h"
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <stdio.h>
+
+void bigint_print_hex(const bigint_t *a) {
+       if (a->length_W == 0) {
+               putchar('0');
+               return;
+       }
+       if (a->info & BIGINT_SIGN_MASK) {
+               putchar('-');
+       }
+       size_t idx;
+       uint8_t print_zero = 0;
+       uint8_t *p, x, y;
+       p = (uint8_t*)&(a->wordv[a->length_W - 1]) + sizeof(bigint_word_t) - 1;
+       for (idx = a->length_W * sizeof(bigint_word_t); idx > 0; --idx) {
+               x = *p >> 4;
+               y = *p & 0xf;
+               if (x != 0 || print_zero != 0) {
+                       putchar(pgm_read_byte(&hexdigit_tab_lc_P[x]));
+               }
+               if (x) {
+                       print_zero = 1;
+               }
+               if (y != 0 || print_zero != 0) {
+                       putchar(pgm_read_byte(&hexdigit_tab_lc_P[y]));
+               }
+               if (y) {
+                       print_zero = 1;
+               }
+               --p;
+       }
+       if (!print_zero) {
+           putchar(pgm_read_byte(&hexdigit_tab_lc_P[0]));
+       }
+}
+
+#define BLOCKSIZE 32
+
+static uint8_t char2nibble(char c) {
+       if (c >= '0' && c <= '9') {
+               return c - '0';
+       }
+       c |= 'A' ^ 'a'; /* to lower case */
+       if ( c >= 'a' && c <= 'f') {
+               return c - 'a' + 10;
+       }
+       return 0xff;
+}
+
+static uint16_t read_byte(void) {
+       uint8_t t1, t2;
+       char c;
+       c = cli_getc_cecho();
+       if (c == '-') {
+               return 0x0500;
+       }
+       t1 = char2nibble(c);
+       if (t1 == 0xff) {
+               return 0x0100;
+       }
+       c = cli_getc_cecho();
+       t2 = char2nibble(c);
+       if (t2 == 0xff) {
+               return 0x0200|t1;
+       }
+       return (t1 << 4)|t2;
+}
+
+uint8_t bigint_read_hex_echo(bigint_t *a, bigint_length_t length) {
+       uint8_t  shift4 = 0;
+       uint16_t  t, idx = 0;
+       uint8_t *buf = NULL;
+       memset(a, 0, sizeof(*a));
+       if (length && a->allocated_W < length) {
+           uint8_t *p;
+        p = int_realloc(buf, length * sizeof(bigint_word_t));
+        if (p == NULL) {
+            cli_putstr("\r\nERROR: Out of memory!");
+            return 0xff;
+        }
+        memset((uint8_t*)p, 0, length * sizeof(bigint_word_t));
+        buf = p;
+        a->allocated_W = length;
+       }
+       for (;;) {
+               if (a->allocated_W - idx < 1) {
+                       uint8_t *p;
+                       if (length) {
+                if (buf) {
+                    int_realloc(buf, 0);
+                }
+                           return 0xfe;
+                       }
+                       p = int_realloc(buf, (a->allocated_W += BLOCKSIZE) * sizeof(bigint_word_t));
+                       if (p == NULL) {
+                               cli_putstr("\r\nERROR: Out of memory!");
+                               if (buf) {
+                                   int_realloc(buf, 0);
+                               }
+                               return 0xff;
+                       }
+                       memset((uint8_t*)p + (a->allocated_W - BLOCKSIZE) * sizeof(bigint_word_t), 0, BLOCKSIZE * sizeof(bigint_word_t));
+                       buf = p;
+               }
+               t = read_byte();
+               if (idx == 0) {
+                       if (t & 0x0400) {
+                               /* got minus */
+                               a->info |= BIGINT_SIGN_MASK;
+                               continue;
+                       } else {
+                               if (t == 0x0100) {
+                                       free(a->wordv);
+                                       memset(a, 0, sizeof(*a));
+                                       return 1;
+                               }
+                       }
+               }
+               if (t <= 0x00ff) {
+                       buf[idx++] = (uint8_t)t;
+               } else {
+                       if (t & 0x0200) {
+                               shift4 = 1;
+                               buf[idx++] = (uint8_t)((t & 0x0f) << 4);
+                       }
+                       break;
+               }
+       }
+       /* we have to reverse the byte array */
+       uint8_t tmp;
+       uint8_t *p, *q;
+       a->length_W = (idx + sizeof(bigint_word_t) - 1) / sizeof(bigint_word_t);
+       p = buf;
+       q = buf + idx - 1;
+       while (q > p) {
+               tmp = *p;
+               *p = *q;
+               *q = tmp;
+               p++; q--;
+       }
+       a->wordv = (bigint_word_t*)buf;
+       if (shift4) {
+               bigint_shiftright_1bit(a);
+        bigint_shiftright_1bit(a);
+        bigint_shiftright_1bit(a);
+        bigint_shiftright_1bit(a);
+       }
+       if(a->length_W == 1 && a->wordv[0] == 0){
+           a->length_W = 0;
+           a->info = 0;
+       }
+       if (length) {
+           a->length_W = length;
+       }
+       return 0;
+}
diff --git a/bigint2/bigint2_io.h b/bigint2/bigint2_io.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..54f8f2c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,28 @@
+/* bigint_io.h */
+/*
+    This file is part of the ARM-Crypto-Lib.
+    Copyright (C) 2010 Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
+
+    This program is free software: 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 3 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+
+#ifndef BIGINT_IO_H_
+#define BIGINT_IO_H_
+
+#include "bigint2.h"
+
+void    bigint_print_hex(const bigint_t *a);
+uint8_t bigint_read_hex_echo(bigint_t *a, bigint_length_t length);
+
+#endif /* BIGINT_IO_H_ */
diff --git a/host/bigint2_test.rb b/host/bigint2_test.rb
new file mode 100644 (file)
index 0000000..df3ca3f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1156 @@
+#!/usr/bin/ruby
+# bigint_test.rb
+=begin
+    This file is part of the AVR-Crypto-Lib.
+    Copyright (C) 2008, 2009  Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
+
+    This program is free software: 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 3 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+=end
+
+$debug = true
+$debug = false
+require 'rubygems'
+require 'serialport'
+require 'getopt/std'
+require 'fileutils'
+require 'date'
+$buffer_size = 0
+$conffile_check = Hash.new
+$conffile_check.default = 0
+
+def max(a, b)
+  return a > b ? a : b
+end
+
+def min(a, b)
+  return a < b ? a : b
+end
+
+################################################################################
+# readconfigfile                                                               #
+################################################################################
+
+def readconfigfile(fname, conf)
+  return conf if $conffile_check[fname]==1
+  $conffile_check[fname]=1
+  section = "default"
+  if ! File.exists?(fname)
+    return conf
+  end
+  file = File.open(fname, "r")
+  until file.eof
+    line = file.gets()
+       next if /[\s]*#/.match(line)
+       if m=/\[[\s]*([^\s]*)[\s]*\]/.match(line)
+         section=m[1]
+         conf[m[1]] = Hash.new
+         next
+       end
+       next if ! /=/.match(line)
+       m=/[\s]*([^\s]*)[\s]*=[\s]*([^\s]*)/.match(line)
+       if m[1]=="include"
+         Dir.glob(m[2]){ |fn| conf = readconfigfile(fn, conf) }
+       else
+         conf[section][m[1]] = m[2]
+       end
+  end
+  file.close()
+  return conf
+end
+
+################################################################################
+# expmod                                                                       #
+################################################################################
+
+def expmod(base, power, mod)
+  result = 1
+  while power > 0
+    result = (result * base) % mod if power & 1 == 1
+    base = (base * base) % mod
+    power >>= 1;
+  end
+  return result
+end
+
+################################################################################
+# gcdext                                                                 #
+################################################################################
+
+def gcdext(x,y)
+  return  [0, 0, 0] if(x == 0 || y == 0)
+  g=1
+  while(x&1==0 && y&1==0) do
+    x>>=1
+    y>>=1
+    g<<=1
+  end
+  u=x; v=y; a=1; b=0; c=0; d=1
+  begin
+    while(u&1==0) do
+      if(a%2==1 || b%2==1)
+        a += y
+        b -= x
+      end
+      u>>=1; a>>=1; b>>=1
+    end
+    while(v&1==0) do
+      if(c%2==1 || d%2==1)
+        c += y
+        d -= x
+      end
+      v>>=1; c>>=1; d>>=1;
+    end
+    if(u>=v)
+      u -= v; a-=c; b-=d
+    else
+      v -= u; c-=a; d-=b
+    end
+  end while(u!=0)
+  return[g*v, c, d]
+end
+
+################################################################################
+# reset_system                                                                 #
+################################################################################
+
+def reset_system
+  $sp.print("exit\r")
+  sleep 0.1
+  $sp.print("exit\r")
+  sleep 0.1
+end
+
+################################################################################
+# init_system                                                                  #
+################################################################################
+
+def init_system(test_prog)
+  begin
+    line = $sp.gets()
+  end while line!=nil
+  $sp.print("echo off \r")
+  print("DBG i: " + "echo off \r"+"\n") if $debug
+  sleep 0.1
+  $sp.print("#{test_prog}\r")
+  print("DBG i: " + "#{test_prog} \r"+"\n") if $debug
+  sleep 1
+end
+
+################################################################################
+# wait_for_prompt                                                                  #
+################################################################################
+
+def wait_for_prompt(prompt)
+  prompt = /[\s]*#{prompt}[\s]*/ if(prompt.class == String)
+  start_time = Time.now.to_i
+  acc = ''
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    puts("DBG got (#{__LINE__}): "+line) if $debug && line
+    line = "" if line==nil
+    if /^(Error:|Crypto-VS).*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+    if (Time.now.to_i- start_time) > $max_timeout
+      return false
+    end
+  acc += line
+  end while ! m=prompt.match(acc)
+  return m
+end
+
+################################################################################
+# screen_progress                                                              #
+################################################################################
+def screen_progress(v)
+  if $linepos == 0
+    printf("\n%5d [%04d]: ", $testno, $size)
+  end
+  putc((v)?('*'):('!'))
+  $testno += 1
+  $linepos = ($linepos+1) % $linewidth
+end
+
+################################################################################
+# add_test                                                                     #
+################################################################################
+
+def add_test(a,b)
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter b:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! m=/[\s]*([-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]+\+[\s]+([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)/.match(line)
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  c_ = m[3].to_i(16)
+  line.chomp!
+  if(a_== a && b_ == b && c_ == (a+b))
+    $logfile.printf("[pass (%d)]: %s\n", $testno, line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s) (%d)]: %s", 
+      (a == a_) ? "" : "a", 
+      (b == b_) ? "" : "b", 
+      (c_ == a + b) ?  "" : "c", $testno, line)
+    $logfile.printf(" ; should %s + %s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), (a+b).to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# sub_test                                                                     #
+################################################################################
+
+def sub_test(a, b)
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter b:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! m=/[\s]*([-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]+\-[\s]+([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)/.match(line)
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  c_ = m[3].to_i(16)
+  line.chomp!
+  if(a_== a && b_ == b && c_ == (a - b))
+    $logfile.printf("[pass (%d)]: %s\n", $testno, line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s) (%d)]: %s", 
+      (a == a_) ? "" : "a", 
+      (b == b_) ? "" : "b", 
+      (c_ == a - b) ? "" : "c", $testno, line)
+    $logfile.printf(" ; should %s - %s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), (a - b).to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# mul_test                                                                     #
+################################################################################
+
+def mul_test(a,b)
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter b:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! m=/[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]+\*[\s]+([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)/.match(line)
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  c_ = m[3].to_i(16)
+  line.chomp!
+  if(a_== a && b_ == b && c_ == (a*b))
+    $logfile.printf("[pass]: %s\n", line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s)]: %s", (a==a_)?"":"a", (b==b_)?"":"b", (c_==a*b)?"":"c",line)
+    $logfile.printf(" ; should %s * %s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), (a*b).to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# add_scale_test                                                               #
+################################################################################
+def add_scale_test_dummy(a, b, scale)
+  should = a + (b<<(8*scale))
+  printf("[dummy] %s + %s <<8*%04x = %s\n",a.to_s(16), b.to_s(16), scale, should.to_s(16))
+end
+
+def add_scale_test(a, b, scale)
+  m = wait_for_prompt("enter a:")
+  return false if !m 
+  puts("DBG put (#{__LINE__}): "+a.to_s(16)+" ") if $debug
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  m = wait_for_prompt("enter b:")
+  return false if !m 
+  puts("DBG put (#{__LINE__}): "+b.to_s(16)+" ") if $debug
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  m = wait_for_prompt("enter scale:")
+  return false if !m 
+  puts("DBG put (#{__LINE__}): "+scale.to_s(10)+" ") if $debug
+  $sp.print(scale.to_s(10)+"\r")
+  should = a + (b<<(8*scale))
+  m = wait_for_prompt(/[\s]*([-]?[0-9a-fA-F]+)[\s]+\+[\s]+([+-]?[0-9a-fA-F]+)[\s]*<<8\*[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]+)[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]+)/)
+  if !m 
+    $logfile.printf("[fail (CRASH)]:")
+    $logfile.printf(" ; should %s + %s << 8*%s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), scale.to_s(16), should.to_s(16))
+    return false
+  end 
+  line = m[0]
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  s_ = m[3].to_i(16)
+  c_ = m[4].to_i(16)
+  line.chomp!
+  if(a_== a && b_ == b && s_ == scale && c_ == should )
+    $logfile.printf("[pass]: %s\n", line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s%s)]: %s", (a==a_)?"":"a", (b==b_)?"":"b", (scale==s_)?"":"s",(c_==should)?"":"c",line)
+    $logfile.printf(" ; should %s + %s << 8*%s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), scale.to_s(16), should.to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# square_test                                                                  #
+################################################################################
+
+def square_test(a)
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! m=/[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*\*\*2[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)/.match(line)
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  c_ = m[2].to_i(16)
+  line.chomp!
+  if(a_== a && c_ == (a**2))
+    $logfile.printf("[pass]: %s\n", line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s)]: %s", (a==a_)?"":"a", (c_==a**2)?"":"c",line)
+    $logfile.printf(" ; should %s **2 = %s\n", a.to_s(16), (a**2).to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# reduce_test                                                                  #
+################################################################################
+
+def reduce_test(a,b)
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter b:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  line=''
+  begin
+    line_tmp = $sp.gets()
+    line_tmp = '' if line_tmp==nil
+    line += line_tmp
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! m=/[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]+%[\s]+([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]+)/.match(line)
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  c_ = m[3].to_i(16)
+  line.strip!
+  if(a_== a && b_ == b && c_ == (a%b))
+    $logfile.printf("[pass (%d)]: %s\n", $testno, line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s) (%d)]: %s", 
+      (a == a_) ? "" : "a", 
+      (b == b_) ? "" : "b", 
+      (c_ == a % b) ? "" : "c", $testno, line)
+    $logfile.printf(" ; should %s %% %s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), (a % b).to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# mulmod_test                                                                  #
+################################################################################
+
+def mulmod_test(a,b,c)
+  begin
+    printf("[testing] mulmod(%#x, %#x, %#x)\n",a,b,c) if $debug
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter b:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter c:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(c.to_s(16)+" ")
+  line=''
+  begin
+    line_tmp = $sp.gets()
+    line_tmp = '' if line_tmp==nil
+    line += line_tmp
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+    m = /[\s]*\([\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*\*[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*\)[\s]+%[\s]+([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]+)/.match(line)
+    puts("DBG: line did not match pattern (" + line + ")") if !m && $debug
+  end while ! m 
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  c_ = m[3].to_i(16)
+  d_ = m[4].to_i(16)
+  line.chomp!
+  if(a_== a && b_ == b && c_ == c && d_ == (a * b % c) )
+    $logfile.printf("[pass]: %s\n", line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s%s)]: %s", (a == a_) ? '' : 'a', (b == b_) ? '' : 'b', (c_ == c) ? '' : 'c', (d_== (a * b % c)) ? '' : 'd',line)
+    $logfile.printf(" ; should (%s * %s) %% %s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), c.to_s(16), (a * b % c).to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# expmod_test                                                                  #
+################################################################################
+
+def expmod_test(a,b,c)
+  begin
+    printf("[testing] expmod(%#x, %#x, %#x)\n",a,b,c) if $debug
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter b:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter c:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(c.to_s(16)+" ")
+  line=''
+  begin
+    line_tmp = $sp.gets()
+    line_tmp = '' if line_tmp == nil
+    line += line_tmp
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! m=/[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]+)\*\*([+-]?[0-9a-fA-F]+)[\s]+%[\s]+([+-]?[0-9a-fA-F]+)[\s]*=[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]+)/.match(line)
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  c_ = m[3].to_i(16)
+  d_ = m[4].to_i(16)
+  line.chomp!
+  if(a_== a && b_ == b && c_ == c && d_ ==expmod(a,b,c) )
+    $logfile.printf("[pass]: %s\n", line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s%s)]: %s", (a==a_)?'':'a', (b==b_)?'':'b', (c_==c)?'':'c', (d_==expmod(a,b,c))?'':'d',line)
+    $logfile.printf(" ; should %s**%s %% %s = %s\n", a.to_s(16), b.to_s(16), c.to_s(16), expmod(a,b,c).to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# gcdext_test                                                                  #
+################################################################################
+
+def gcdext_test(a,b)
+  $logfile.printf("[testing] gcdext(%s, %s)\n", a.to_s(16), b.to_s(16))
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter a:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(a.to_s(16)+" ")
+  begin
+    line = $sp.gets()
+    line = "" if line==nil
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! /[\s]*enter b:[\s]*/.match(line)
+  $sp.print(b.to_s(16)+" ")
+  line=''
+  begin
+    line_tmp = $sp.gets()
+    line_tmp = '' if line_tmp==nil
+    line = ''  if line.end_with?('\n')
+    line += line_tmp
+    puts("DBG got: "+line) if $debug
+    if /^Error:.*/.match(line)
+      puts line
+      return false
+    end
+  end while ! m=/gcdext\([\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*,[\s]*([+-]?[0-9a-fA-F]*)[\s]*\)[\s]*=> a = ([+-]?[0-9a-fA-F]+); b = ([+-]?[0-9a-fA-F]+); gcd = ([+-]?[0-9a-fA-F]+)/.match(line)
+  a_ = m[1].to_i(16)
+  b_ = m[2].to_i(16)
+  c_ = m[3].to_i(16)
+  d_ = m[4].to_i(16)
+  e_ = m[5].to_i(16)
+  line.chomp!
+  line.gsub!("\r",'')
+  line.gsub!("\n",'')
+  ref = gcdext(a,b)
+  if(a_== a && b_ == b && c_ == ref[1] && d_ == ref[2] && e_== ref[0])
+    $logfile.printf("[pass (%d)]: %s\n", $testno, line)
+    return true
+  else
+    $logfile.printf("[fail (%s%s%s%s%s) (%d)]: %s", 
+      (a == a_) ? '' : 'a', 
+      (b == b_) ? '' : 'b', 
+      (c_ == ref[1]) ? '' : 'c', 
+      (d_ == ref[2]) ? '' : 'd', 
+      (e_ == ref[0]) ? '' : 'e', $testno, line)
+    $logfile.printf(" ; should gcdext( %s, %s) => a = %s; b = %s; gcd = %s\n",
+       a.to_s(16), b.to_s(16), ref[1].to_s(16), ref[2].to_s(16), ref[0].to_s(16))
+    return false
+  end
+  return false
+end
+
+################################################################################
+# run_test_add                                                                 #
+################################################################################
+
+def run_test_add(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**length_a_B)
+      v = add_test(a, b)
+      screen_progress(v)
+      v = add_test(b, a)
+      screen_progress(v)
+    end
+    (0..16).each do |i|
+      b_size = rand(length_b_B+1)
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**b_size)
+      v = add_test(a, b)
+      screen_progress(v)      
+      v = add_test(b, a)
+      screen_progress(v)
+    end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_sub                                                                 #
+################################################################################
+
+def run_test_sub(skip = 0)
+  length_a_B = skip + 1
+  length_b_B = skip + 1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256 ** length_a_B)
+      b = rand(a + 1)
+      v = sub_test(a, b)
+      screen_progress(v)
+    end
+    (0..16).each do |i|
+      b_size = rand(length_b_B + 1)
+      a = rand(256 ** length_a_B)
+      b = rand(min(256 ** b_size, a + 1))
+      v = sub_test(a, b)
+      screen_progress(v)
+    end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+  end while length_a_B < 4096 / 8
+end
+
+
+################################################################################
+# run_test_add_scale                                                           #
+################################################################################
+
+def run_test_add_scale(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..4).each do |i|
+      scales = [0, 300]
+      16.times { scales << rand(301) }
+      scales.sort!
+      scales.each do |scale|
+        a = rand(256**length_a_B)
+        b = rand(256**length_a_B)
+        v = add_scale_test(a, b, scale)
+        screen_progress(v)
+        v = add_scale_test(b, a, scale)
+        screen_progress(v)
+      end
+    end
+    (0..4).each do |i|
+      scales = [0, 300]
+      16.times { scales << rand(301) }
+      scales.sort!
+      scales.each do |scale|
+        b_size = rand(length_b_B+1)+1
+        a = rand(256**length_a_B)
+        b = rand(256**b_size)
+        v = add_scale_test(a, b, scale)
+        screen_progress(v)      
+        v = add_scale_test(b, a, scale)
+        screen_progress(v)
+      end
+    end
+    length_a_B += 10
+    length_b_B += 10
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+def run_test_add_scale_dummy(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..4).each do |i|
+      scales = [0, 300]
+      16.times { scales << rand(301) }
+      scales.sort!
+      scales.each do |scale|
+        a = rand(256**length_a_B)
+        b = rand(256**length_a_B)
+        v = add_scale_test_dummy(a, b, scale)
+        v = add_scale_test_dummy(b, a, scale)
+      end
+    end
+    (0..4).each do |i|
+      scales = [0, 300]
+      16.times { scales << rand(301) }
+      scales.sort!
+      scales.each do |scale|
+        b_size = rand(length_b_B+1)
+        a = rand(256**length_a_B)
+        b = rand(256**b_size)
+        v = add_scale_test_dummy(a, b, scale)
+        v = add_scale_test_dummy(b, a, scale)
+      end
+    end
+    length_a_B += 10
+    length_b_B += 10
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_mul                                                                 #
+################################################################################
+
+def run_test_mul(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      s_a = rand(2)*2-1
+      s_b = rand(2)*2-1
+      a = rand(256**length_a_B) * s_a
+      b = rand(256**length_a_B) * s_b
+      v = mul_test(a, b)
+      screen_progress(v)
+      v = mul_test(b, a)
+      screen_progress(v)
+    end
+    (0..16).each do |i|
+      s_a = rand(2)-1
+      s_b = rand(2)-1
+      b_size = rand(length_b_B+1)
+      a = rand(256**length_a_B) * s_a
+      b = rand(256**b_size) * s_b
+      v = mul_test(a, b)
+      screen_progress(v)      
+      v = mul_test(b, a)
+      screen_progress(v)
+    end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_mul_word                                                                 #
+################################################################################
+
+def run_test_mul_word(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..255).each do |i|
+      a = rand(256 ** length_a_B) 
+      v = mul_test(a, i)
+      screen_progress(v)   
+    end
+    length_a_B += 1
+  end while length_a_B < 4096 / 8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_square                                                              #
+################################################################################
+
+def run_test_square(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256**length_a_B)
+      v = square_test(a)
+      screen_progress(v)
+    end
+    length_a_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_reduce                                                              #
+################################################################################
+
+def run_test_reduce(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**length_a_B)+1
+      v = reduce_test(a, b)
+      screen_progress(v)
+      end
+    (0..16).each do |i|
+      b_size = rand(length_b_B+1)
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**b_size)+1 
+      v = reduce_test(a, b)
+      screen_progress(v)      
+      end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_expmod                                                              #
+################################################################################
+
+def run_test_expmod(skip=0)
+  length_a_B = skip + 1
+  length_b_B = skip + 1
+  length_c_B = skip + 1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256 ** length_a_B)
+      b = rand(256 ** length_b_B) + 1
+      c = rand(256 ** length_c_B) + 1
+      v = expmod_test(a, b, c)
+      screen_progress(v)
+      end
+    (0..16).each do |i|
+      b_size = rand(length_b_B+1)
+      a = rand(256 ** length_a_B)
+      b = rand(256 ** b_size) + 1 
+      c = rand(256 ** b_size) + 1
+      v = expmod_test(a, b, c)
+      screen_progress(v)      
+      end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_expmodmont                                                          #
+################################################################################
+
+def run_test_expmodmont(skip=0)
+  length_a_B = skip + 1
+  length_b_B = skip + 1
+  length_c_B = skip + 1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256 ** length_a_B)
+      b = rand(256 ** length_b_B) + 1
+      c = rand(256 ** length_c_B) / 2 * 2 +1
+      v = expmod_test(a, b, c)
+      screen_progress(v)
+      end
+    (0..16).each do |i|
+      b_size = rand(length_b_B + 10)
+      a = rand(256 ** length_a_B)
+      b = rand(256 ** b_size) + 1 
+      c = rand(256 ** b_size) / 2 * 2 +1
+      v = expmod_test(a, b, c)
+      screen_progress(v)      
+      end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_mulmod                                                              #
+################################################################################
+
+def run_test_mulmod(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  length_c_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**length_b_B)
+      c = (rand(256**length_c_B) / 2 * 2) + 1
+      a %= c
+      b %= c
+      v = mulmod_test(a, b, c)
+      screen_progress(v)
+      end
+    (0..16).each do |i|
+      b_size = rand(length_b_B+1)
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**b_size)
+      c = (rand(256**length_c_B) / 2 * 2) + 1
+      a %= c
+      b %= c
+      v = mulmod_test(a, b, c)
+      screen_progress(v)      
+      end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+    length_c_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+################################################################################
+# run_test_gcdext                                                              #
+################################################################################
+
+def run_test_gcdext(skip=0)
+  length_a_B = skip+1
+  length_b_B = skip+1
+  begin
+    $size = length_a_B
+    (0..16).each do |i|
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**length_a_B)+1
+      v = gcdext_test(a, b)
+      $logfile.flush()
+      screen_progress(v)
+      end
+    (0..16).each do |i|
+      b_size = rand(length_b_B+1)
+      a = rand(256**length_a_B)
+      b = rand(256**b_size)+1 
+      v = gcdext_test(a, b)
+      $logfile.flush()
+      screen_progress(v)      
+      end
+    length_a_B += 1
+    length_b_B += 1
+  end while length_a_B<4096/8
+end
+
+def init_serialport(conf)
+  puts("serial port interface version: " + SerialPort::VERSION);
+  $linewidth = 64
+  $linepos = 0
+  $testno = 0
+  params = { "baud"       => conf["PORT"]["baud"].to_i,
+              "data_bits" => conf["PORT"]["databits"].to_i,
+              "stop_bits" => conf["PORT"]["stopbits"].to_i,
+              "parity"    => SerialPort::NONE }
+  params["paraty"] = SerialPort::ODD   if conf["PORT"]["paraty"].downcase == "odd"
+  params["paraty"] = SerialPort::EVEN  if conf["PORT"]["paraty"].downcase == "even"
+  params["paraty"] = SerialPort::MARK  if conf["PORT"]["paraty"].downcase == "mark"
+  params["paraty"] = SerialPort::SPACE if conf["PORT"]["paraty"].downcase == "space"
+  
+  puts("\nPort: "+conf["PORT"]["port"]+"@"    +
+                  params["baud"].to_s      +
+                  " "                      +
+                  params["data_bits"].to_s +
+                  conf["PORT"]["paraty"][0,1].upcase +
+                  params["stop_bits"].to_s +
+                  "\n")
+  
+  $sp = SerialPort.new(conf["PORT"]["port"], params)
+  
+  $sp.read_timeout = 100; # 5 minutes
+  $sp.flow_control = SerialPort::SOFT
+  
+  reset_system()
+end
+
+################################################################################
+# MAIN                                                                         #
+################################################################################
+
+opts = Getopt::Std.getopts("r:s:f:i:a:hd")
+
+conf = Hash.new
+conf = readconfigfile("/etc/testport.conf", conf)
+conf = readconfigfile("~/.testport.conf", conf)
+conf = readconfigfile("testport.conf", conf)
+conf = readconfigfile(opts["f"], conf) if opts["f"]
+
+#puts conf.inspect
+init_serialport(conf)
+
+  $max_timeout = 5 * 60
+
+if opts['d']
+  $debug = true
+end
+
+if opts['r']
+  random_seed = opts['r'].to_i(0)
+else
+  random_seed = 0xdeadbeef
+end
+
+logfilename = conf['PORT']['testlogbase']+'bigint.txt'
+if File.exists?(logfilename)
+  i=1
+  begin
+    logfilename = sprintf('%s%04d%s', conf['PORT']['testlogbase']+'bigint_',i,'.txt')
+    i+=1
+  end while(File.exists?(logfilename))
+  while(i>2) do
+    n1 = sprintf('%s%04d%s', conf['PORT']['testlogbase']+'bigint_',i-2,'.txt')
+    n2 = sprintf('%s%04d%s', conf['PORT']['testlogbase']+'bigint_',i-1,'.txt')
+    File.rename(n1, n2)
+#    printf("%s -> %s\n", n1, n2) 
+    i-=1
+  end
+  n1 = sprintf('%s%s', conf['PORT']['testlogbase'],'bigint.txt')
+  n2 = sprintf('%s%04d%s', conf['PORT']['testlogbase']+'bigint_',1,'.txt')
+  File.rename(n1, n2) 
+  printf("%s -> %s\n", n1, n2)  
+  logfilename = conf['PORT']['testlogbase']+'bigint.txt' 
+end
+$logfile = File.open(logfilename, 'w')
+printf("logfile: %s\n", logfilename)
+$logfile.sync = true
+$logfile.printf("bigint test from: %s\n", Time.now.to_s)
+$logfile.printf("skip = %s\n", opts['s']) if opts['s']
+$logfile.printf("seed = 0x%X\n", random_seed)
+
+tests = Hash.new
+tests['a'] = proc {|x| run_test_add(x) }
+tests['b'] = proc {|x| run_test_sub(x) }
+tests['m'] = proc {|x| run_test_mul(x) }
+tests['M'] = proc {|x| run_test_mulmod(x) }
+tests['n'] = proc {|x| run_test_mul_word(x) }
+tests['x'] = proc {|x| run_test_add_scale(x) }
+tests['s'] = proc {|x| run_test_square(x) }
+tests['r'] = proc {|x| run_test_reduce(x) }
+tests['e'] = proc {|x| run_test_expmod(x) }
+tests['E'] = proc {|x| run_test_expmodmont(x) }
+tests['g'] = proc {|x| run_test_gcdext(x) }
+init_str = Hash.new
+init_str['a'] = 'add-test'
+init_str['b'] = 'sub-test'
+init_str['x'] = 'add-scale-test'
+init_str['m'] = 'mul-test'
+init_str['M'] = 'mul-mont-test'
+init_str['n'] = 'mul-word-test'
+init_str['s'] = 'square-test'
+init_str['r'] = 'reduce-test'
+init_str['e'] = 'expmod-test'
+init_str['E'] = 'expmod-mont-test'
+init_str['g'] = 'gcdext-test'
+
+srand(random_seed)
+
+if opts['a']
+  opts['a'].each_char do |x|
+    if tests[x]
+      puts init_str[x]
+      init_system(init_str[x])
+      tests[x].call(opts['s']?opts['s'].to_i():0) 
+    else
+      puts "no test defined for '#{x}'"
+    end  
+  end
+else
+  'amsrMeE'.each_char do |x|
+    if tests[x]
+      puts init_str[x]
+      init_system(init_str[x])
+      tests[x].call(opts['s']?opts['s'].to_i():0) 
+    else
+      puts "no test defined for '#{x}'"
+    end  
+  end
+end
+1
+
+$logile.close()
diff --git a/test_src/main-bigint2-test.c b/test_src/main-bigint2-test.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9f3f9de
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,561 @@
+/* main-bigint-test.c */
+/*
+    This file is part of the AVR-Crypto-Lib.
+    Copyright (C) 2008, 2009, 2010  Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
+
+    This program is free software: 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 3 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+/*
+ * bigint test-suit
+ * 
+*/
+
+#include "main-test-common.h"
+
+#include "noekeon.h"
+#include "noekeon_prng.h"
+#include "bigint2.h"
+#include "bigint2_io.h"
+
+#include "performance_test.h"
+
+char *algo_name = "BigInt2";
+
+#define MAX(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
+#define MIN(a,b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
+
+/*****************************************************************************
+ *  additional validation-functions                                                                                     *
+ *****************************************************************************/
+void test_echo_bigint(void) {
+       bigint_t a;
+       cli_putstr_P(PSTR("\r\necho test\r\n"));
+       for (;;) {
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter hex number:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&a, 0)) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end echo test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\necho: "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+               free(a.wordv);
+       }
+}
+
+void test_add_bigint(void){
+       bigint_t a, b, c;
+       printf_P(PSTR("\nadd test\n"));
+       for (;;) {
+               printf_P(PSTR("\nenter a:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&a, 512)) {
+                       printf_P(PSTR("\n end add test"));
+                       return;
+               }
+               printf_P(PSTR("\nenter b:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&b, 512)) {
+                       free(a.wordv);
+                       printf_P(PSTR("\n end add test"));
+                       return;
+               }
+               printf_P(PSTR("\n "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               printf_P(PSTR(" + "));
+               bigint_print_hex(&b);
+               printf_P(PSTR(" = "));
+               memset(&c, 0, sizeof(c));
+               bigint_add_u(&c, &a, &b);
+               bigint_print_hex(&c);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+               free(a.wordv);
+               free(b.wordv);
+               bigint_free(&c);
+       }
+}
+
+void test_sub_bigint(void){
+    bigint_t a, b, c;
+    printf_P(PSTR("\nadd test\n"));
+    for (;;) {
+        printf_P(PSTR("\nenter a:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&a, 512)) {
+            printf_P(PSTR("\n end add test"));
+            return;
+        }
+        printf_P(PSTR("\nenter b:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&b, 512)) {
+            free(a.wordv);
+            printf_P(PSTR("\n end add test"));
+            return;
+        }
+        printf_P(PSTR("\n "));
+        bigint_print_hex(&a);
+        printf_P(PSTR(" - "));
+        bigint_print_hex(&b);
+        printf_P(PSTR(" = "));
+        memset(&c, 0, sizeof(c));
+        bigint_sub_u(&c, &a, &b);
+        bigint_print_hex(&c);
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+        free(a.wordv);
+        free(b.wordv);
+        bigint_free(&c);
+    }
+}
+
+#if 0
+void test_add_scale_bigint(void){
+       bigint_t a, b, c;
+       uint16_t scale;
+       cli_putstr_P(PSTR("\r\nadd-scale test\r\n"));
+       for (;;) {
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&a)) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end add-scale test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&b)) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end add-scale test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter scale:"));
+               {
+                       char str[8];
+                       cli_getsn_cecho(str, 7);
+                       scale = atoi(str);
+               }
+       /*
+               if(bigint_read_hex_echo(&scale)){
+                       free(scale.wordv);
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end add test"));
+                       return;
+               }
+       */
+               bigint_word_t *c_b;
+               c_b = malloc((MAX(a.length_W, b.length_W+scale) + 2) * sizeof(bigint_word_t));
+               if(c_b==NULL){
+                       cli_putstr_P(PSTR("\n\rERROR: Out of memory!"));
+                       free(a.wordv);
+                       free(b.wordv);
+                       continue;
+               }
+               c.wordv = c_b;
+               bigint_copy(&c, &a);
+               bigint_add_scale_u(&c, &b, scale);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               cli_putstr_P(PSTR(" + "));
+               bigint_print_hex(&b);
+               cli_putstr_P(PSTR("<<8*"));
+               cli_hexdump_rev(&scale, 2);
+               cli_putstr_P(PSTR(" = "));
+               bigint_print_hex(&c);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+               free(a.wordv);
+               free(b.wordv);
+               free(c_b);
+       }
+}
+#endif
+
+
+void test_mul_bigint(void){
+       bigint_t a, b, c;
+       cli_putstr_P(PSTR("\r\nmul test\r\n"));
+       for (;;) {
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&a, 0)) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&b, 0)) {
+                       free(a.wordv);
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               cli_putstr_P(PSTR(" * "));
+               bigint_print_hex(&b);
+               cli_putstr_P(PSTR(" = "));
+               bigint_word_t *c_b;
+               c_b = malloc((MAX(a.length_W, b.length_W) + 1) * 2 * sizeof(bigint_word_t));
+               if (c_b==NULL) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\n\rERROR: Out of memory!"));
+                       free(a.wordv);
+                       free(b.wordv);
+                       continue;
+               }
+               c.wordv = c_b;
+               bigint_mul_schoolbook(&c, &a, &b);
+               bigint_print_hex(&c);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+               free(a.wordv);
+               free(b.wordv);
+               free(c_b);
+       }
+}
+
+#if 0
+void test_mul_mont_bigint(void){
+    bigint_t a, b, c, a_, b_, m_, res;
+    bigint_length_t s;
+    cli_putstr_P(PSTR("\r\nmul-mont test ( (a * b) % c )\r\n"));
+    for (;;) {
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&a)) {
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+            return;
+        }
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&b)) {
+            free(a.wordv);
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+            return;
+        }
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter c:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&c)) {
+            free(a.wordv);
+            free(b.wordv);
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+            return;
+        }
+        s = c.length_W;
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\n ("));
+        bigint_print_hex(&a);
+        cli_putstr_P(PSTR(" * "));
+        bigint_print_hex(&b);
+        cli_putstr_P(PSTR(") % "));
+        bigint_print_hex(&c);
+        cli_putstr_P(PSTR(" = "));
+        bigint_word_t res_w[s], a_w_[s], b_w_[s], m_w_[s + 1];
+        res.wordv = res_w;
+        a_.wordv = a_w_;
+        b_.wordv = b_w_;
+        m_.wordv = m_w_;
+        bigint_mont_gen_m_(&m_, &c);
+        bigint_mont_trans(&a_, &a, &c);
+        bigint_mont_trans(&b_, &b, &c);
+        bigint_mont_mul(&res, &a_, &b_, &c, &m_);
+        bigint_mont_red(&res, &res, &c, &m_);
+        bigint_print_hex(&res);
+        putchar('\n');
+        free(a.wordv);
+        free(b.wordv);
+        free(c.wordv);
+    }
+}
+#endif
+
+void test_mul_word_bigint(void){
+    bigint_t a, b;
+    bigint_word_t *t;
+    cli_putstr_P(PSTR("\r\nmul test\r\n"));
+    for (;;) {
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&a, 0)) {
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+            return;
+        }
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&b, 0)) {
+            free(a.wordv);
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+            return;
+        }
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\n "));
+        bigint_print_hex(&a);
+        cli_putstr_P(PSTR(" * "));
+        bigint_print_hex(&b);
+        cli_putstr_P(PSTR(" = "));
+
+        if (b.length_W > 1) {
+            free(a.wordv);
+            free(b.wordv);
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end mul test"));
+        }
+
+        t = realloc(a.wordv, (a.length_W + 3) * sizeof(bigint_word_t));
+        if (t == NULL) {
+            cli_putstr_P(PSTR("\n\rERROR: Out of memory!"));
+            free(a.wordv);
+            free(b.wordv);
+            continue;
+        }
+        a.wordv = t;
+        bigint_mul_word(&a, &a, b.wordv[0]);
+        bigint_print_hex(&a);
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+        free(a.wordv);
+        free(b.wordv);
+    }
+}
+
+void test_square_bigint(void){
+       bigint_t a, c;
+       cli_putstr_P(PSTR("\r\nsquare test\r\n"));
+       for(;;){
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+               if(bigint_read_hex_echo(&a, 0)){
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end square test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               cli_putstr_P(PSTR("**2 = "));
+               bigint_word_t *c_b;
+               c_b = malloc(a.length_W * 2 * sizeof(bigint_word_t));
+               if(c_b == NULL){
+                       cli_putstr_P(PSTR("\n\rERROR: Out of memory!"));
+                       free(a.wordv);
+                       continue;
+               }
+               c.wordv = c_b;
+               bigint_square(&c, &a);
+               bigint_print_hex(&c);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+               free(a.wordv);
+               free(c_b);
+       }
+}
+
+void test_reduce_bigint(void){
+       bigint_t a, b, c;
+       cli_putstr_P(PSTR("\r\nreduce test\r\n"));
+       for (;;) {
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&a, 0)) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end reduce test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&b, 0)) {
+                       free(a.wordv);
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end reduce test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               cli_putstr_P(PSTR(" % "));
+               bigint_print_hex(&b);
+               cli_putstr_P(PSTR(" = "));
+               memset(&c, 0, sizeof(c));
+               bigint_divide(NULL, &c, &a, &b);
+               bigint_print_hex(&c);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+        bigint_free(&c);
+        bigint_free(&b);
+               bigint_free(&a);
+       }
+}
+
+#if 0
+/* d = a**b % c */
+void test_expmod_bigint(void){
+       bigint_t a, b, c, d;
+       bigint_word_t *d_b;
+       cli_putstr_P(PSTR("\r\nexpnonentiation-modulo test\r\n"));
+       for (;;) {
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&a)) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end expmod test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&b)) {
+                       free(a.wordv);
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end expmod test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter c:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&c)) {
+                       free(a.wordv);
+                       free(b.wordv);
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end expmod test"));
+                       return;
+               }
+               d_b = malloc(c.length_W * sizeof(bigint_word_t));
+               if(d_b==NULL){
+                       cli_putstr_P(PSTR("\n\rERROR: Out of memory!"));
+                       free(a.wordv);
+                       free(b.wordv);
+                       free(c.wordv);
+                       continue;
+               }
+               d.wordv = d_b;
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               cli_putstr_P(PSTR("**"));
+               bigint_print_hex(&b);
+               cli_putstr_P(PSTR(" % "));
+               bigint_print_hex(&c);
+               cli_putstr_P(PSTR(" = "));
+               bigint_expmod_u_sam(&d, &a, &b, &c);
+               bigint_print_hex(&d);
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+               free(a.wordv);
+               free(b.wordv);
+               free(c.wordv);
+               free(d.wordv);
+
+       }
+}
+
+/* d = a**b % c */
+void test_expmod_mont_bigint(void){
+    bigint_t a, b, c, d;
+    bigint_word_t *d_b;
+    cli_putstr_P(PSTR("\r\nexpnonentiation-modulo-montgomory test\r\n"));
+    for (;;) {
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&a)) {
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end expmod test"));
+            return;
+        }
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&b)) {
+            free(a.wordv);
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end expmod test"));
+            return;
+        }
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter c:"));
+        if (bigint_read_hex_echo(&c)) {
+            free(a.wordv);
+            free(b.wordv);
+            cli_putstr_P(PSTR("\r\n end expmod test"));
+            return;
+        }
+        d_b = malloc(c.length_W * sizeof(bigint_word_t));
+        if (d_b == NULL) {
+            cli_putstr_P(PSTR("\n\rERROR: Out of memory!"));
+            free(a.wordv);
+            free(b.wordv);
+            free(c.wordv);
+            continue;
+        }
+        d.wordv = d_b;
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\n "));
+        bigint_print_hex(&a);
+        cli_putstr_P(PSTR("**"));
+        bigint_print_hex(&b);
+        cli_putstr_P(PSTR(" % "));
+        bigint_print_hex(&c);
+        cli_putstr_P(PSTR(" = "));
+        bigint_expmod_u_mont_sam(&d, &a, &b, &c);
+        bigint_print_hex(&d);
+        cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+        free(a.wordv);
+        free(b.wordv);
+        free(c.wordv);
+        free(d.wordv);
+
+    }
+}
+
+#endif
+
+void test_gcdext_bigint(void){
+       bigint_t a, b, c, d, e;
+       cli_putstr_P(PSTR("\r\ngcdext test\r\n"));
+       for (;;) {
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter a:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&a, 0)) {
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end gcdext test"));
+                       return;
+               }
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\nenter b:"));
+               if (bigint_read_hex_echo(&b, 0)) {
+                       bigint_free(&a);
+                       cli_putstr_P(PSTR("\r\n end gcdext test"));
+                       return;
+               }
+
+               memset(&c, 0, sizeof(c));
+        memset(&d, 0, sizeof(d));
+        memset(&e, 0, sizeof(e));
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n gcdext( "));
+               bigint_print_hex(&a);
+               cli_putstr_P(PSTR(", "));
+               bigint_print_hex(&b);
+               cli_putstr_P(PSTR(") => "));
+               bigint_gcdext(&c, &d, &e, &a, &b);
+               cli_putstr_P(PSTR("a = "));
+               bigint_print_hex(&d);
+               cli_putstr_P(PSTR("; b = "));
+               bigint_print_hex(&e);
+               cli_putstr_P(PSTR("; gcd = "));
+               bigint_print_hex(&c);
+
+               cli_putstr_P(PSTR("\r\n"));
+               bigint_free(&a);
+        bigint_free(&b);
+        bigint_free(&c);
+        bigint_free(&d);
+        bigint_free(&e);
+       }
+}
+
+void testrun_performance_bigint(void){
+
+}
+/*****************************************************************************
+ *  main                                                                                                                                        *
+ *****************************************************************************/
+
+const char echo_test_str[]        PROGMEM = "echo-test";
+const char add_test_str[]         PROGMEM = "add-test";
+const char sub_test_str[]         PROGMEM = "sub-test";
+const char add_scale_test_str[]   PROGMEM = "add-scale-test";
+const char mul_test_str[]         PROGMEM = "mul-test";
+const char mul_mont_test_str[]    PROGMEM = "mul-mont-test";
+const char mul_word_test_str[]    PROGMEM = "mul-word-test";
+const char square_test_str[]      PROGMEM = "square-test";
+const char reduce_test_str[]      PROGMEM = "reduce-test";
+const char expmod_test_str[]      PROGMEM = "expmod-test";
+const char expmod_mont_test_str[] PROGMEM = "expmod-mont-test";
+const char gcdext_test_str[]      PROGMEM = "gcdext-test";
+const char quick_test_str[]       PROGMEM = "quick-test";
+const char performance_str[]      PROGMEM = "performance";
+const char echo_str[]             PROGMEM = "echo";
+
+const cmdlist_entry_t cmdlist[] PROGMEM = {
+       { add_test_str,         NULL, test_add_bigint               },
+    { sub_test_str,         NULL, test_sub_bigint               },
+//     { add_scale_test_str,   NULL, test_add_scale_bigint         },
+       { mul_test_str,         NULL, test_mul_bigint               },
+//    { mul_mont_test_str,    NULL, test_mul_mont_bigint          },
+    { mul_word_test_str,    NULL, test_mul_word_bigint          },
+       { square_test_str,      NULL, test_square_bigint            },
+       { reduce_test_str,      NULL, test_reduce_bigint            },
+//    { expmod_test_str,      NULL, test_expmod_bigint            },
+//    { expmod_mont_test_str, NULL, test_expmod_mont_bigint       },
+       { gcdext_test_str,      NULL, test_gcdext_bigint            },
+//     { quick_test_str,       NULL, test_gcdext_simple            },
+       { echo_test_str,        NULL, test_echo_bigint              },
+       { performance_str,      NULL, testrun_performance_bigint    },
+       { echo_str,         (void*)1, (void_fpt)echo_ctrl           },
+       { NULL,                 NULL, NULL                          }
+};
+
+int main (void){
+    main_setup();
+    int_realloc = realloc;
+    int_free = free;
+    for(;;){
+        welcome_msg(algo_name);
+               cmd_interface(cmdlist);
+       }
+}