etc/services - sync with NetBSD-8
[minix.git] / crypto / external / bsd / openssl / lib / libcrypto / man / openssl_bn_internal.3
blob6e1b23f996ef5235e8bbb1dffaf0b03729202955
1 .\"     $NetBSD: openssl_bn_internal.3,v 1.14 2015/06/12 17:01:14 christos Exp $
2 .\"
3 .\" Automatically generated by Pod::Man 2.28 (Pod::Simple 3.28)
4 .\"
5 .\" Standard preamble:
6 .\" ========================================================================
7 .de Sp \" Vertical space (when we can't use .PP)
8 .if t .sp .5v
9 .if n .sp
11 .de Vb \" Begin verbatim text
12 .ft CW
13 .nf
14 .ne \\$1
16 .de Ve \" End verbatim text
17 .ft R
18 .fi
20 .\" Set up some character translations and predefined strings.  \*(-- will
21 .\" give an unbreakable dash, \*(PI will give pi, \*(L" will give a left
22 .\" double quote, and \*(R" will give a right double quote.  \*(C+ will
23 .\" give a nicer C++.  Capital omega is used to do unbreakable dashes and
24 .\" therefore won't be available.  \*(C` and \*(C' expand to `' in nroff,
25 .\" nothing in troff, for use with C<>.
26 .tr \(*W-
27 .ds C+ C\v'-.1v'\h'-1p'\s-2+\h'-1p'+\s0\v'.1v'\h'-1p'
28 .ie n \{\
29 .    ds -- \(*W-
30 .    ds PI pi
31 .    if (\n(.H=4u)&(1m=24u) .ds -- \(*W\h'-12u'\(*W\h'-12u'-\" diablo 10 pitch
32 .    if (\n(.H=4u)&(1m=20u) .ds -- \(*W\h'-12u'\(*W\h'-8u'-\"  diablo 12 pitch
33 .    ds L" ""
34 .    ds R" ""
35 .    ds C` ""
36 .    ds C' ""
37 'br\}
38 .el\{\
39 .    ds -- \|\(em\|
40 .    ds PI \(*p
41 .    ds L" ``
42 .    ds R" ''
43 .    ds C`
44 .    ds C'
45 'br\}
46 .\"
47 .\" Escape single quotes in literal strings from groff's Unicode transform.
48 .ie \n(.g .ds Aq \(aq
49 .el       .ds Aq '
50 .\"
51 .\" If the F register is turned on, we'll generate index entries on stderr for
52 .\" titles (.TH), headers (.SH), subsections (.SS), items (.Ip), and index
53 .\" entries marked with X<> in POD.  Of course, you'll have to process the
54 .\" output yourself in some meaningful fashion.
55 .\"
56 .\" Avoid warning from groff about undefined register 'F'.
57 .de IX
59 .nr rF 0
60 .if \n(.g .if rF .nr rF 1
61 .if (\n(rF:(\n(.g==0)) \{
62 .    if \nF \{
63 .        de IX
64 .        tm Index:\\$1\t\\n%\t"\\$2"
66 .        if !\nF==2 \{
67 .            nr % 0
68 .            nr F 2
69 .        \}
70 .    \}
71 .\}
72 .rr rF
73 .\"
74 .\" Accent mark definitions (@(#)ms.acc 1.5 88/02/08 SMI; from UCB 4.2).
75 .\" Fear.  Run.  Save yourself.  No user-serviceable parts.
76 .    \" fudge factors for nroff and troff
77 .if n \{\
78 .    ds #H 0
79 .    ds #V .8m
80 .    ds #F .3m
81 .    ds #[ \f1
82 .    ds #] \fP
83 .\}
84 .if t \{\
85 .    ds #H ((1u-(\\\\n(.fu%2u))*.13m)
86 .    ds #V .6m
87 .    ds #F 0
88 .    ds #[ \&
89 .    ds #] \&
90 .\}
91 .    \" simple accents for nroff and troff
92 .if n \{\
93 .    ds ' \&
94 .    ds ` \&
95 .    ds ^ \&
96 .    ds , \&
97 .    ds ~ ~
98 .    ds /
99 .\}
100 .if t \{\
101 .    ds ' \\k:\h'-(\\n(.wu*8/10-\*(#H)'\'\h"|\\n:u"
102 .    ds ` \\k:\h'-(\\n(.wu*8/10-\*(#H)'\`\h'|\\n:u'
103 .    ds ^ \\k:\h'-(\\n(.wu*10/11-\*(#H)'^\h'|\\n:u'
104 .    ds , \\k:\h'-(\\n(.wu*8/10)',\h'|\\n:u'
105 .    ds ~ \\k:\h'-(\\n(.wu-\*(#H-.1m)'~\h'|\\n:u'
106 .    ds / \\k:\h'-(\\n(.wu*8/10-\*(#H)'\z\(sl\h'|\\n:u'
108 .    \" troff and (daisy-wheel) nroff accents
109 .ds : \\k:\h'-(\\n(.wu*8/10-\*(#H+.1m+\*(#F)'\v'-\*(#V'\z.\h'.2m+\*(#F'.\h'|\\n:u'\v'\*(#V'
110 .ds 8 \h'\*(#H'\(*b\h'-\*(#H'
111 .ds o \\k:\h'-(\\n(.wu+\w'\(de'u-\*(#H)/2u'\v'-.3n'\*(#[\z\(de\v'.3n'\h'|\\n:u'\*(#]
112 .ds d- \h'\*(#H'\(pd\h'-\w'~'u'\v'-.25m'\f2\(hy\fP\v'.25m'\h'-\*(#H'
113 .ds D- D\\k:\h'-\w'D'u'\v'-.11m'\z\(hy\v'.11m'\h'|\\n:u'
114 .ds th \*(#[\v'.3m'\s+1I\s-1\v'-.3m'\h'-(\w'I'u*2/3)'\s-1o\s+1\*(#]
115 .ds Th \*(#[\s+2I\s-2\h'-\w'I'u*3/5'\v'-.3m'o\v'.3m'\*(#]
116 .ds ae a\h'-(\w'a'u*4/10)'e
117 .ds Ae A\h'-(\w'A'u*4/10)'E
118 .    \" corrections for vroff
119 .if v .ds ~ \\k:\h'-(\\n(.wu*9/10-\*(#H)'\s-2\u~\d\s+2\h'|\\n:u'
120 .if v .ds ^ \\k:\h'-(\\n(.wu*10/11-\*(#H)'\v'-.4m'^\v'.4m'\h'|\\n:u'
121 .    \" for low resolution devices (crt and lpr)
122 .if \n(.H>23 .if \n(.V>19 \
124 .    ds : e
125 .    ds 8 ss
126 .    ds o a
127 .    ds d- d\h'-1'\(ga
128 .    ds D- D\h'-1'\(hy
129 .    ds th \o'bp'
130 .    ds Th \o'LP'
131 .    ds ae ae
132 .    ds Ae AE
134 .rm #[ #] #H #V #F C
135 .\" ========================================================================
137 .IX Title "bn_internal 3"
138 .TH bn_internal 3 "2009-12-26" "1.0.1n" "OpenSSL"
139 .\" For nroff, turn off justification.  Always turn off hyphenation; it makes
140 .\" way too many mistakes in technical documents.
141 .if n .ad l
143 .SH "NAME"
144 bn_mul_words, bn_mul_add_words, bn_sqr_words, bn_div_words,
145 bn_add_words, bn_sub_words, bn_mul_comba4, bn_mul_comba8,
146 bn_sqr_comba4, bn_sqr_comba8, bn_cmp_words, bn_mul_normal,
147 bn_mul_low_normal, bn_mul_recursive, bn_mul_part_recursive,
148 bn_mul_low_recursive, bn_mul_high, bn_sqr_normal, bn_sqr_recursive,
149 bn_expand, bn_wexpand, bn_expand2, bn_fix_top, bn_check_top,
150 bn_print, bn_dump, bn_set_max, bn_set_high, bn_set_low \- BIGNUM
151 library internal functions
152 .SH "LIBRARY"
153 libcrypto, -lcrypto
154 .SH "SYNOPSIS"
155 .IX Header "SYNOPSIS"
156 .Vb 1
157 \& #include <openssl/bn.h>
159 \& BN_ULONG bn_mul_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w);
160 \& BN_ULONG bn_mul_add_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, int num,
161 \&   BN_ULONG w);
162 \& void     bn_sqr_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, int num);
163 \& BN_ULONG bn_div_words(BN_ULONG h, BN_ULONG l, BN_ULONG d);
164 \& BN_ULONG bn_add_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, BN_ULONG *bp,
165 \&   int num);
166 \& BN_ULONG bn_sub_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, BN_ULONG *bp,
167 \&   int num);
169 \& void bn_mul_comba4(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b);
170 \& void bn_mul_comba8(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b);
171 \& void bn_sqr_comba4(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a);
172 \& void bn_sqr_comba8(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a);
174 \& int bn_cmp_words(BN_ULONG *a, BN_ULONG *b, int n);
176 \& void bn_mul_normal(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, int na, BN_ULONG *b,
177 \&   int nb);
178 \& void bn_mul_low_normal(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b, int n);
179 \& void bn_mul_recursive(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b, int n2,
180 \&   int dna,int dnb,BN_ULONG *tmp);
181 \& void bn_mul_part_recursive(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b,
182 \&   int n, int tna,int tnb, BN_ULONG *tmp);
183 \& void bn_mul_low_recursive(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b,
184 \&   int n2, BN_ULONG *tmp);
185 \& void bn_mul_high(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, BN_ULONG *b, BN_ULONG *l,
186 \&   int n2, BN_ULONG *tmp);
188 \& void bn_sqr_normal(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, int n, BN_ULONG *tmp);
189 \& void bn_sqr_recursive(BN_ULONG *r, BN_ULONG *a, int n2, BN_ULONG *tmp);
191 \& void mul(BN_ULONG r, BN_ULONG a, BN_ULONG w, BN_ULONG c);
192 \& void mul_add(BN_ULONG r, BN_ULONG a, BN_ULONG w, BN_ULONG c);
193 \& void sqr(BN_ULONG r0, BN_ULONG r1, BN_ULONG a);
195 \& BIGNUM *bn_expand(BIGNUM *a, int bits);
196 \& BIGNUM *bn_wexpand(BIGNUM *a, int n);
197 \& BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *a, int n);
198 \& void bn_fix_top(BIGNUM *a);
200 \& void bn_check_top(BIGNUM *a);
201 \& void bn_print(BIGNUM *a);
202 \& void bn_dump(BN_ULONG *d, int n);
203 \& void bn_set_max(BIGNUM *a);
204 \& void bn_set_high(BIGNUM *r, BIGNUM *a, int n);
205 \& void bn_set_low(BIGNUM *r, BIGNUM *a, int n);
207 .SH "DESCRIPTION"
208 .IX Header "DESCRIPTION"
209 This page documents the internal functions used by the OpenSSL
210 \&\fB\s-1BIGNUM\s0\fR implementation. They are described here to facilitate
211 debugging and extending the library. They are \fInot\fR to be used by
212 applications.
213 .SS "The \s-1BIGNUM\s0 structure"
214 .IX Subsection "The BIGNUM structure"
215 .Vb 1
216 \& typedef struct bignum_st BIGNUM;
218 \& struct bignum_st
219 \&        {
220 \&        BN_ULONG *d;    /* Pointer to an array of \*(AqBN_BITS2\*(Aq bit chunks. */
221 \&        int top;        /* Index of last used d +1. */
222 \&        /* The next are internal book keeping for bn_expand. */
223 \&        int dmax;       /* Size of the d array. */
224 \&        int neg;        /* one if the number is negative */
225 \&        int flags;
226 \&        };
229 The integer value is stored in \fBd\fR, a \fImalloc()\fRed array of words (\fB\s-1BN_ULONG\s0\fR),
230 least significant word first. A \fB\s-1BN_ULONG\s0\fR can be either 16, 32 or 64 bits
231 in size, depending on the 'number of bits' (\fB\s-1BITS2\s0\fR) specified in
232 \&\f(CW\*(C`openssl/bn.h\*(C'\fR.
234 \&\fBdmax\fR is the size of the \fBd\fR array that has been allocated.  \fBtop\fR
235 is the number of words being used, so for a value of 4, bn.d[0]=4 and
236 bn.top=1.  \fBneg\fR is 1 if the number is negative.  When a \fB\s-1BIGNUM\s0\fR is
237 \&\fB0\fR, the \fBd\fR field can be \fB\s-1NULL\s0\fR and \fBtop\fR == \fB0\fR.
239 \&\fBflags\fR is a bit field of flags which are defined in \f(CW\*(C`openssl/bn.h\*(C'\fR. The
240 flags begin with \fB\s-1BN_FLG_\s0\fR. The macros BN_set_flags(b,n) and
241 BN_get_flags(b,n) exist to enable or fetch flag(s) \fBn\fR from \fB\s-1BIGNUM\s0\fR
242 structure \fBb\fR.
244 Various routines in this library require the use of temporary
245 \&\fB\s-1BIGNUM\s0\fR variables during their execution.  Since dynamic memory
246 allocation to create \fB\s-1BIGNUM\s0\fRs is rather expensive when used in
247 conjunction with repeated subroutine calls, the \fB\s-1BN_CTX\s0\fR structure is
248 used.  This structure contains \fB\s-1BN_CTX_NUM\s0\fR \fB\s-1BIGNUM\s0\fRs, see
249 \&\fIBN_CTX_start\fR\|(3).
250 .SS "Low-level arithmetic operations"
251 .IX Subsection "Low-level arithmetic operations"
252 These functions are implemented in C and for several platforms in
253 assembly language:
255 bn_mul_words(\fBrp\fR, \fBap\fR, \fBnum\fR, \fBw\fR) operates on the \fBnum\fR word
256 arrays \fBrp\fR and \fBap\fR.  It computes \fBap\fR * \fBw\fR, places the result
257 in \fBrp\fR, and returns the high word (carry).
259 bn_mul_add_words(\fBrp\fR, \fBap\fR, \fBnum\fR, \fBw\fR) operates on the \fBnum\fR
260 word arrays \fBrp\fR and \fBap\fR.  It computes \fBap\fR * \fBw\fR + \fBrp\fR, places
261 the result in \fBrp\fR, and returns the high word (carry).
263 bn_sqr_words(\fBrp\fR, \fBap\fR, \fBn\fR) operates on the \fBnum\fR word array
264 \&\fBap\fR and the 2*\fBnum\fR word array \fBap\fR.  It computes \fBap\fR * \fBap\fR
265 word-wise, and places the low and high bytes of the result in \fBrp\fR.
267 bn_div_words(\fBh\fR, \fBl\fR, \fBd\fR) divides the two word number (\fBh\fR,\fBl\fR)
268 by \fBd\fR and returns the result.
270 bn_add_words(\fBrp\fR, \fBap\fR, \fBbp\fR, \fBnum\fR) operates on the \fBnum\fR word
271 arrays \fBap\fR, \fBbp\fR and \fBrp\fR.  It computes \fBap\fR + \fBbp\fR, places the
272 result in \fBrp\fR, and returns the high word (carry).
274 bn_sub_words(\fBrp\fR, \fBap\fR, \fBbp\fR, \fBnum\fR) operates on the \fBnum\fR word
275 arrays \fBap\fR, \fBbp\fR and \fBrp\fR.  It computes \fBap\fR \- \fBbp\fR, places the
276 result in \fBrp\fR, and returns the carry (1 if \fBbp\fR > \fBap\fR, 0
277 otherwise).
279 bn_mul_comba4(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR) operates on the 4 word arrays \fBa\fR and
280 \&\fBb\fR and the 8 word array \fBr\fR.  It computes \fBa\fR*\fBb\fR and places the
281 result in \fBr\fR.
283 bn_mul_comba8(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR) operates on the 8 word arrays \fBa\fR and
284 \&\fBb\fR and the 16 word array \fBr\fR.  It computes \fBa\fR*\fBb\fR and places the
285 result in \fBr\fR.
287 bn_sqr_comba4(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR) operates on the 4 word arrays \fBa\fR and
288 \&\fBb\fR and the 8 word array \fBr\fR.
290 bn_sqr_comba8(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR) operates on the 8 word arrays \fBa\fR and
291 \&\fBb\fR and the 16 word array \fBr\fR.
293 The following functions are implemented in C:
295 bn_cmp_words(\fBa\fR, \fBb\fR, \fBn\fR) operates on the \fBn\fR word arrays \fBa\fR
296 and \fBb\fR.  It returns 1, 0 and \-1 if \fBa\fR is greater than, equal and
297 less than \fBb\fR.
299 bn_mul_normal(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBna\fR, \fBb\fR, \fBnb\fR) operates on the \fBna\fR
300 word array \fBa\fR, the \fBnb\fR word array \fBb\fR and the \fBna\fR+\fBnb\fR word
301 array \fBr\fR.  It computes \fBa\fR*\fBb\fR and places the result in \fBr\fR.
303 bn_mul_low_normal(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR, \fBn\fR) operates on the \fBn\fR word
304 arrays \fBr\fR, \fBa\fR and \fBb\fR.  It computes the \fBn\fR low words of
305 \&\fBa\fR*\fBb\fR and places the result in \fBr\fR.
307 bn_mul_recursive(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR, \fBn2\fR, \fBdna\fR, \fBdnb\fR, \fBt\fR) operates
308 on the word arrays \fBa\fR and \fBb\fR of length \fBn2\fR+\fBdna\fR and \fBn2\fR+\fBdnb\fR
309 (\fBdna\fR and \fBdnb\fR are currently allowed to be 0 or negative) and the 2*\fBn2\fR
310 word arrays \fBr\fR and \fBt\fR.  \fBn2\fR must be a power of 2.  It computes
311 \&\fBa\fR*\fBb\fR and places the result in \fBr\fR.
313 bn_mul_part_recursive(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR, \fBn\fR, \fBtna\fR, \fBtnb\fR, \fBtmp\fR)
314 operates on the word arrays \fBa\fR and \fBb\fR of length \fBn\fR+\fBtna\fR and
315 \&\fBn\fR+\fBtnb\fR and the 4*\fBn\fR word arrays \fBr\fR and \fBtmp\fR.
317 bn_mul_low_recursive(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR, \fBn2\fR, \fBtmp\fR) operates on the
318 \&\fBn2\fR word arrays \fBr\fR and \fBtmp\fR and the \fBn2\fR/2 word arrays \fBa\fR
319 and \fBb\fR.
321 bn_mul_high(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR, \fBl\fR, \fBn2\fR, \fBtmp\fR) operates on the
322 \&\fBn2\fR word arrays \fBr\fR, \fBa\fR, \fBb\fR and \fBl\fR (?) and the 3*\fBn2\fR word
323 array \fBtmp\fR.
325 \&\fIBN_mul()\fR calls \fIbn_mul_normal()\fR, or an optimized implementation if the
326 factors have the same size: \fIbn_mul_comba8()\fR is used if they are 8
327 words long, \fIbn_mul_recursive()\fR if they are larger than
328 \&\fB\s-1BN_MULL_SIZE_NORMAL\s0\fR and the size is an exact multiple of the word
329 size, and \fIbn_mul_part_recursive()\fR for others that are larger than
330 \&\fB\s-1BN_MULL_SIZE_NORMAL\s0\fR.
332 bn_sqr_normal(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBn\fR, \fBtmp\fR) operates on the \fBn\fR word array
333 \&\fBa\fR and the 2*\fBn\fR word arrays \fBtmp\fR and \fBr\fR.
335 The implementations use the following macros which, depending on the
336 architecture, may use \*(L"long long\*(R" C operations or inline assembler.
337 They are defined in \f(CW\*(C`bn_lcl.h\*(C'\fR.
339 mul(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBw\fR, \fBc\fR) computes \fBw\fR*\fBa\fR+\fBc\fR and places the
340 low word of the result in \fBr\fR and the high word in \fBc\fR.
342 mul_add(\fBr\fR, \fBa\fR, \fBw\fR, \fBc\fR) computes \fBw\fR*\fBa\fR+\fBr\fR+\fBc\fR and
343 places the low word of the result in \fBr\fR and the high word in \fBc\fR.
345 sqr(\fBr0\fR, \fBr1\fR, \fBa\fR) computes \fBa\fR*\fBa\fR and places the low word
346 of the result in \fBr0\fR and the high word in \fBr1\fR.
347 .SS "Size changes"
348 .IX Subsection "Size changes"
349 \&\fIbn_expand()\fR ensures that \fBb\fR has enough space for a \fBbits\fR bit
350 number.  \fIbn_wexpand()\fR ensures that \fBb\fR has enough space for an
351 \&\fBn\fR word number.  If the number has to be expanded, both macros
352 call \fIbn_expand2()\fR, which allocates a new \fBd\fR array and copies the
353 data.  They return \fB\s-1NULL\s0\fR on error, \fBb\fR otherwise.
355 The \fIbn_fix_top()\fR macro reduces \fBa\->top\fR to point to the most
356 significant non-zero word plus one when \fBa\fR has shrunk.
357 .SS "Debugging"
358 .IX Subsection "Debugging"
359 \&\fIbn_check_top()\fR verifies that \f(CW\*(C`((a)\->top >= 0 && (a)\->top
360 <= (a)\->dmax)\*(C'\fR.  A violation will cause the program to abort.
362 \&\fIbn_print()\fR prints \fBa\fR to stderr. \fIbn_dump()\fR prints \fBn\fR words at \fBd\fR
363 (in reverse order, i.e. most significant word first) to stderr.
365 \&\fIbn_set_max()\fR makes \fBa\fR a static number with a \fBdmax\fR of its current size.
366 This is used by \fIbn_set_low()\fR and \fIbn_set_high()\fR to make \fBr\fR a read-only
367 \&\fB\s-1BIGNUM\s0\fR that contains the \fBn\fR low or high words of \fBa\fR.
369 If \fB\s-1BN_DEBUG\s0\fR is not defined, \fIbn_check_top()\fR, \fIbn_print()\fR, \fIbn_dump()\fR
370 and \fIbn_set_max()\fR are defined as empty macros.
371 .SH "SEE ALSO"
372 .IX Header "SEE ALSO"
373 \&\fIopenssl_bn\fR\|(3)