]> git.cryptolib.org Git - avr-crypto-lib.git/blobdiff - bigint2/bigint2.c
first publication of bigint2-dev
[avr-crypto-lib.git] / bigint2 / bigint2.c
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;
+}