crypto/openssl/crypto/bn/expspeed.c

   1 /* unused */
   2
   3 /* crypto/bn/expspeed.c */
   4 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This package is an SSL implementation written
   8  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   9  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
  10  *
  11  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  12  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  13  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  14  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  15  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  16  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  17  *
  18  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  19  * the code are not to be removed.
  20  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  21  * as the author of the parts of the library used.
  22  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  23  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  24  *
  25  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  26  * modification, are permitted provided that the following conditions
  27  * are met:
  28  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  30  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  31  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  32  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  33  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  34  *    must display the following acknowledgement:
  35  *    "This product includes cryptographic software written by
  36  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  37  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  38  *    being used are not cryptographic related :-).
  39  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  40  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  41  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  42  *
  43  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  44  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  45  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  46  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  47  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  48  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  49  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  50  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  51  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  52  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  53  * SUCH DAMAGE.
  54  *
  55  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  56  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  57  * copied and put under another distribution licence
  58  * [including the GNU Public Licence.]
  59  */
  60
  61 /* most of this code has been pilfered from my libdes speed.c program */
  62
  63 #define BASENUM 5000
  64 #define NUM_START 0
  65
  66 /*
  67  * determine timings for modexp, modmul, modsqr, gcd, Kronecker symbol,
  68  * modular inverse, or modular square roots
  69  */
  70 #define TEST_EXP
  71 #undef TEST_MUL
  72 #undef TEST_SQR
  73 #undef TEST_GCD
  74 #undef TEST_KRON
  75 #undef TEST_INV
  76 #undef TEST_SQRT
  77 #define P_MOD_64 9              /* least significant 6 bits for prime to be
  78                                  * used for BN_sqrt timings */
  79
  80 #if defined(TEST_EXP) + defined(TEST_MUL) + defined(TEST_SQR) + defined(TEST_GCD) + defined(TEST_KRON) + defined(TEST_INV) +defined(TEST_SQRT) != 1
  81 # error "choose one test"
  82 #endif
  83
  84 #if defined(TEST_INV) || defined(TEST_SQRT)
  85 # define C_PRIME
  86 static void genprime_cb(int p, int n, void *arg);
  87 #endif
  88
  89 #undef PROG
  90 #define PROG bnspeed_main
  91
  92 #include <stdio.h>
  93 #include <stdlib.h>
  94 #include <signal.h>
  95 #include <string.h>
  96 #include <openssl/crypto.h>
  97 #include <openssl/err.h>
  98 #include <openssl/rand.h>
  99
 100 #if !defined(OPENSSL_SYS_MSDOS) && (!defined(OPENSSL_SYS_VMS) || defined(__DECC)) && !defined(OPENSSL_SYS_MACOSX)
 101 # define TIMES
 102 #endif
 103
 104 #ifndef _IRIX
 105 # include <time.h>
 106 #endif
 107 #ifdef TIMES
 108 # include <sys/types.h>
 109 # include <sys/times.h>
 110 #endif
 111
 112 /*
 113  * Depending on the VMS version, the tms structure is perhaps defined. The
 114  * __TMS macro will show if it was.  If it wasn't defined, we should undefine
 115  * TIMES, since that tells the rest of the program how things should be
 116  * handled.  -- Richard Levitte
 117  */
 118 #if defined(OPENSSL_SYS_VMS_DECC) && !defined(__TMS)
 119 # undef TIMES
 120 #endif
 121
 122 #ifndef TIMES
 123 # include <sys/timeb.h>
 124 #endif
 125
 126 #if defined(sun) || defined(__ultrix)
 127 # define _POSIX_SOURCE
 128 # include <limits.h>
 129 # include <sys/param.h>
 130 #endif
 131
 132 #include <openssl/bn.h>
 133 #include <openssl/x509.h>
 134
 135 /* The following if from times(3) man page.  It may need to be changed */
 136 #ifndef HZ
 137 # ifndef CLK_TCK
 138 #  ifndef _BSD_CLK_TCK_         /* FreeBSD hack */
 139 #   define HZ   100.0
 140 #  else                         /* _BSD_CLK_TCK_ */
 141 #   define HZ ((double)_BSD_CLK_TCK_)
 142 #  endif
 143 # else                          /* CLK_TCK */
 144 #  define HZ ((double)CLK_TCK)
 145 # endif
 146 #endif
 147
 148 #undef BUFSIZE
 149 #define BUFSIZE ((long)1024*8)
 150 int run = 0;
 151
 152 static double Time_F(int s);
 153 #define START   0
 154 #define STOP    1
 155
 156 static double Time_F(int s)
 157 {
 158     double ret;
 159 #ifdef TIMES
 160     static struct tms tstart, tend;
 161
 162     if (s == START) {
 163         times(&tstart);
 164         return (0);
 165     } else {
 166         times(&tend);
 167         ret = ((double)(tend.tms_utime - tstart.tms_utime)) / HZ;
 168         return ((ret < 1e-3) ? 1e-3 : ret);
 169     }
 170 #else                           /* !times() */
 171     static struct timeb tstart, tend;
 172     long i;
 173
 174     if (s == START) {
 175         ftime(&tstart);
 176         return (0);
 177     } else {
 178         ftime(&tend);
 179         i = (long)tend.millitm - (long)tstart.millitm;
 180         ret = ((double)(tend.time - tstart.time)) + ((double)i) / 1000.0;
 181         return ((ret < 0.001) ? 0.001 : ret);
 182     }
 183 #endif
 184 }
 185
 186 #define NUM_SIZES       7
 187 #if NUM_START > NUM_SIZES
 188 # error "NUM_START > NUM_SIZES"
 189 #endif
 190 static int sizes[NUM_SIZES] = { 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192 };
 191
 192 static int mul_c[NUM_SIZES] =
 193     { 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8, 8 * 8 * 8 * 8 * 8, 8 * 8 * 8 * 8, 8 * 8 * 8,
 194     8 * 8, 8, 1
 195 };
 196
 197 /*
 198  * static int sizes[NUM_SIZES]={59,179,299,419,539};
 199  */
 200
 201 #define RAND_SEED(string) { const char str[] = string; RAND_seed(string, sizeof str); }
 202
 203 void do_mul_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BIGNUM *c, BN_CTX *ctx);
 204
 205 int main(int argc, char **argv)
 206 {
 207     BN_CTX *ctx;
 208     BIGNUM *a, *b, *c, *r;
 209
 210 #if 1
 211     if (!CRYPTO_set_mem_debug_functions(0, 0, 0, 0, 0))
 212         abort();
 213 #endif
 214
 215     ctx = BN_CTX_new();
 216     a = BN_new();
 217     b = BN_new();
 218     c = BN_new();
 219     r = BN_new();
 220
 221     while (!RAND_status())
 222         /* not enough bits */
 223         RAND_SEED("I demand a manual recount!");
 224
 225     do_mul_exp(r, a, b, c, ctx);
 226     return 0;
 227 }
 228
 229 void do_mul_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BIGNUM *c, BN_CTX *ctx)
 230 {
 231     int i, k;
 232     double tm;
 233     long num;
 234
 235     num = BASENUM;
 236     for (i = NUM_START; i < NUM_SIZES; i++) {
 237 #ifdef C_PRIME
 238 # ifdef TEST_SQRT
 239         if (!BN_set_word(a, 64))
 240             goto err;
 241         if (!BN_set_word(b, P_MOD_64))
 242             goto err;
 243 #  define ADD a
 244 #  define REM b
 245 # else
 246 #  define ADD NULL
 247 #  define REM NULL
 248 # endif
 249         if (!BN_generate_prime(c, sizes[i], 0, ADD, REM, genprime_cb, NULL))
 250             goto err;
 251         putc('\n', stderr);
 252         fflush(stderr);
 253 #endif
 254
 255         for (k = 0; k < num; k++) {
 256             if (k % 50 == 0) {  /* Average over num/50 different choices of
 257                                  * random numbers. */
 258                 if (!BN_pseudo_rand(a, sizes[i], 1, 0))
 259                     goto err;
 260
 261                 if (!BN_pseudo_rand(b, sizes[i], 1, 0))
 262                     goto err;
 263
 264 #ifndef C_PRIME
 265                 if (!BN_pseudo_rand(c, sizes[i], 1, 1))
 266                     goto err;
 267 #endif
 268
 269 #ifdef TEST_SQRT
 270                 if (!BN_mod_sqr(a, a, c, ctx))
 271                     goto err;
 272                 if (!BN_mod_sqr(b, b, c, ctx))
 273                     goto err;
 274 #else
 275                 if (!BN_nnmod(a, a, c, ctx))
 276                     goto err;
 277                 if (!BN_nnmod(b, b, c, ctx))
 278                     goto err;
 279 #endif
 280
 281                 if (k == 0)
 282                     Time_F(START);
 283             }
 284 #if defined(TEST_EXP)
 285             if (!BN_mod_exp(r, a, b, c, ctx))
 286                 goto err;
 287 #elif defined(TEST_MUL)
 288             {
 289                 int i = 0;
 290                 for (i = 0; i < 50; i++)
 291                     if (!BN_mod_mul(r, a, b, c, ctx))
 292                         goto err;
 293             }
 294 #elif defined(TEST_SQR)
 295             {
 296                 int i = 0;
 297                 for (i = 0; i < 50; i++) {
 298                     if (!BN_mod_sqr(r, a, c, ctx))
 299                         goto err;
 300                     if (!BN_mod_sqr(r, b, c, ctx))
 301                         goto err;
 302                 }
 303             }
 304 #elif defined(TEST_GCD)
 305             if (!BN_gcd(r, a, b, ctx))
 306                 goto err;
 307             if (!BN_gcd(r, b, c, ctx))
 308                 goto err;
 309             if (!BN_gcd(r, c, a, ctx))
 310                 goto err;
 311 #elif defined(TEST_KRON)
 312             if (-2 == BN_kronecker(a, b, ctx))
 313                 goto err;
 314             if (-2 == BN_kronecker(b, c, ctx))
 315                 goto err;
 316             if (-2 == BN_kronecker(c, a, ctx))
 317                 goto err;
 318 #elif defined(TEST_INV)
 319             if (!BN_mod_inverse(r, a, c, ctx))
 320                 goto err;
 321             if (!BN_mod_inverse(r, b, c, ctx))
 322                 goto err;
 323 #else                           /* TEST_SQRT */
 324             if (!BN_mod_sqrt(r, a, c, ctx))
 325                 goto err;
 326             if (!BN_mod_sqrt(r, b, c, ctx))
 327                 goto err;
 328 #endif
 329         }
 330         tm = Time_F(STOP);
 331         printf(
 332 #if defined(TEST_EXP)
 333                   "modexp %4d ^ %4d %% %4d"
 334 #elif defined(TEST_MUL)
 335                   "50*modmul %4d %4d %4d"
 336 #elif defined(TEST_SQR)
 337                   "100*modsqr %4d %4d %4d"
 338 #elif defined(TEST_GCD)
 339                   "3*gcd %4d %4d %4d"
 340 #elif defined(TEST_KRON)
 341                   "3*kronecker %4d %4d %4d"
 342 #elif defined(TEST_INV)
 343                   "2*inv %4d %4d mod %4d"
 344 #else                           /* TEST_SQRT */
 345                   "2*sqrt [prime == %d (mod 64)] %4d %4d mod %4d"
 346 #endif
 347                   " -> %8.6fms %5.1f (%ld)\n",
 348 #ifdef TEST_SQRT
 349                   P_MOD_64,
 350 #endif
 351                   sizes[i], sizes[i], sizes[i], tm * 1000.0 / num,
 352                   tm * mul_c[i] / num, num);
 353         num /= 7;
 354         if (num <= 0)
 355             num = 1;
 356     }
 357     return;
 358
 359  err:
 360     ERR_print_errors_fp(stderr);
 361 }
 362
 363 #ifdef C_PRIME
 364 static void genprime_cb(int p, int n, void *arg)
 365 {
 366     char c = '*';
 367
 368     if (p == 0)
 369         c = '.';
 370     if (p == 1)
 371         c = '+';
 372     if (p == 2)
 373         c = '*';
 374     if (p == 3)
 375         c = '\n';
 376     putc(c, stderr);
 377     fflush(stderr);
 378     (void)n;
 379     (void)arg;
 380 }
 381 #endif