cc.h: Reorder the declarations.
[u/mdw/catacomb] / f-binpoly.c
index bd4d8b0..5f6a527 100644 (file)
@@ -1,13 +1,13 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: f-binpoly.c,v 1.5 2004/03/27 17:54:11 mdw Exp $
+ * $Id$
  *
  * Binary fields with polynomial basis representation
  *
  * (c) 2004 Straylight/Edgeware
  */
 
-/*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  *
  * This file is part of Catacomb.
  *
  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  * License, or (at your option) any later version.
- * 
+ *
  * Catacomb 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 Library General Public License for more details.
- * 
+ *
  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  * MA 02111-1307, USA.
  */
 
-/*----- Revision history --------------------------------------------------* 
- *
- * $Log: f-binpoly.c,v $
- * Revision 1.5  2004/03/27 17:54:11  mdw
- * Standard curves and curve checking.
- *
- * Revision 1.4  2004/03/23 15:19:32  mdw
- * Test elliptic curves more thoroughly.
- *
- * Revision 1.3  2004/03/23 12:08:26  mdw
- * Random field-element selection.
- *
- * Revision 1.2  2004/03/21 22:52:06  mdw
- * Merge and close elliptic curve branch.
- *
- * Revision 1.1.2.1  2004/03/21 22:39:46  mdw
- * Elliptic curves on binary fields work.
- *
- */
-
 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
 
 #include <mLib/sub.h>
 
 #include "field.h"
-#include "gf.h"
-#include "gfreduce.h"
+#include "field-guts.h"
 #include "mprand.h"
 
-/*----- Data structures ---------------------------------------------------*/
-
-typedef struct fctx {
-  field f;
-  gfreduce r;
-} fctx;
-
-/*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
+/*----- Polynomial basis --------------------------------------------------*/
 
 /* --- Field operations --- */
 
-static void fdestroy(field *ff)
-{
-  fctx *f = (fctx *)ff;
-  gfreduce_destroy(&f->r);
+static void fdestroy(field *ff) {
+  fctx_binpoly *f = (fctx_binpoly *)ff;
+  gfreduce_destroy(&f->r); MP_DROP(f->f.q);
   DESTROY(f);
 }
 
-static mp *frand(field *f, mp *d, grand *r)
-{
+static mp *frand(field *f, mp *d, grand *r) {
   return (mprand(d, f->nbits, r, 0));
 }
 
-static int fzerop(field *ff, mp *x)
-{
-  return (!MP_LEN(x));
-}
+static int fzerop(field *ff, mp *x) { return (MP_ZEROP(x)); }
 
-static mp *fadd(field *ff, mp *d, mp *x, mp *y)
-{
-  return (gf_add(d, x, y));
-}
+static mp *fadd(field *ff, mp *d, mp *x, mp *y) { return (gf_add(d, x, y)); }
 
-static mp *fmul(field *ff, mp *d, mp *x, mp *y)
-{
-  fctx *f = (fctx *)ff;
-  d = gf_mul(d, x, y);
+static mp *fmul(field *ff, mp *d, mp *x, mp *y) {
+  fctx_binpoly *f = (fctx_binpoly *)ff; d = gf_mul(d, x, y);
   return (gfreduce_do(&f->r, d, d));
 }
 
-static mp *fsqr(field *ff, mp *d, mp *x)
-{
-  fctx *f = (fctx *)ff;
-  d = gf_sqr(d, x);
+static mp *fsqr(field *ff, mp *d, mp *x) {
+  fctx_binpoly *f = (fctx_binpoly *)ff; d = gf_sqr(d, x);
   return (gfreduce_do(&f->r, d, d));
 }
 
-static mp *finv(field *ff, mp *d, mp *x)
-{
-  fctx *f = (fctx *)ff;
-  gf_gcd(0, 0, &d, f->r.p, x);
+static mp *finv(field *ff, mp *d, mp *x) {
+  fctx_binpoly *f = (fctx_binpoly *)ff;
+  d = gf_modinv(d, x, f->r.p);
   return (d);
 }
 
-static mp *freduce(field *ff, mp *d, mp *x)
-{
-  fctx *f = (fctx *)ff;
+static mp *freduce(field *ff, mp *d, mp *x) {
+  fctx_binpoly *f = (fctx_binpoly *)ff;
   return (gfreduce_do(&f->r, d, x));
 }
 
-static mp *fsqrt(field *ff, mp *d, mp *x)
-{
-  fctx *f = (fctx *)ff;
+static mp *fsqrt(field *ff, mp *d, mp *x) {
+  fctx_binpoly *f = (fctx_binpoly *)ff;
   return (gfreduce_sqrt(&f->r, d, x));
 }
 
-static mp *fquadsolve(field *ff, mp *d, mp *x)
-{
-  fctx *f = (fctx *)ff;
+static mp *fquadsolve(field *ff, mp *d, mp *x) {
+  fctx_binpoly *f = (fctx_binpoly *)ff;
   return (gfreduce_quadsolve(&f->r, d, x));
 }
 
 /* --- Field operations table --- */
 
-static field_ops fops = {
+static const field_ops fops = {
   FTY_BINARY, "binpoly",
-  fdestroy, frand,
+  fdestroy, frand, field_stdsamep,
   freduce, field_id,
   fzerop, field_id, fadd, fadd, fmul, fsqr, finv, freduce, fsqrt,
   fquadsolve,
@@ -150,7 +106,7 @@ static field_ops fops = {
 
 field *field_binpoly(mp *p)
 {
-  fctx *f = CREATE(fctx);
+  fctx_binpoly *f = CREATE(fctx_binpoly);
   f->f.ops = &fops;
   f->f.zero = MP_ZERO;
   f->f.one = MP_ONE;
@@ -158,7 +114,71 @@ field *field_binpoly(mp *p)
   f->f.noctets = (f->f.nbits + 7) >> 3;
   gfreduce_create(&f->r, p);
   f->f.m = f->r.p;
+  f->f.q = mp_lsl(MP_NEW, MP_ONE, f->f.nbits);
   return (&f->f);
 }
 
+/*----- Normal basis ------------------------------------------------------*/
+
+/* --- Field operations --- */
+
+static void fndestroy(field *ff) {
+  fctx_binnorm *f = (fctx_binnorm *)ff; gfreduce_destroy(&f->f.r);
+  gfn_destroy(&f->ntop); gfn_destroy(&f->pton); MP_DROP(f->f.f.q);
+  DESTROY(f);
+}
+
+static int fnsamep(field *ff, field *gg) {
+  fctx_binnorm *f = (fctx_binnorm *)ff, *g = (fctx_binnorm *)gg;
+  return (MP_EQ(f->ntop.r[0], g->ntop.r[0]) && field_stdsamep(ff, gg));
+}
+
+static mp *fnin(field *ff, mp *d, mp *x) {
+  fctx_binnorm *f = (fctx_binnorm *)ff;
+  return (gfn_transform(&f->ntop, d, x));
+}
+
+static mp *fnout(field *ff, mp *d, mp *x) {
+  fctx_binnorm *f = (fctx_binnorm *)ff;
+  return (gfn_transform(&f->pton, d, x));
+}
+
+/* --- Field operations table --- */
+
+static const field_ops fnops = {
+  FTY_BINARY, "binnorm",
+  fndestroy, frand, fnsamep,
+  fnin, fnout,
+  fzerop, field_id, fadd, fadd, fmul, fsqr, finv, freduce, fsqrt,
+  fquadsolve,
+  0, 0, 0, 0
+};
+
+/* --- @field_binnorm@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @mp *p@ = the reduction polynomial
+ *             @mp *beta@ = representation of normal point
+ *
+ * Returns:    A pointer to the field.
+ *
+ * Use:                Creates a field structure for a binary field mod @p@ which
+ *             uses a normal basis representation externally.  Computations
+ *             are still done on a polynomial-basis representation.
+ */
+
+field *field_binnorm(mp *p, mp *beta)
+{
+  fctx_binnorm *f = CREATE(fctx_binnorm);
+  f->f.f.ops = &fnops;
+  f->f.f.zero = MP_ZERO;
+  f->f.f.one = MP_ONE;
+  f->f.f.nbits = mp_bits(p) - 1;
+  f->f.f.noctets = (f->f.f.nbits + 7) >> 3;
+  gfreduce_create(&f->f.r, p);
+  f->f.f.m = f->f.r.p;
+  f->f.f.q = mp_lsl(MP_NEW, MP_ONE, f->f.f.nbits);
+  gfn_create(p, beta, &f->ntop, &f->pton);
+  return (&f->f.f);
+}
+
 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/