chiark - git - mdw - catacomb/blob - math/gfx-sqr.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * Sqaring binary polynomials
   4  *
   5  * (c) 2000 Straylight/Edgeware
   6  */
   7
   8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
   9  *
  10  * This file is part of Catacomb.
  11  *
  12  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
  13  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  14  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  15  * License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20  * GNU Library General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  23  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  24  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  25  * MA 02111-1307, USA.
  26  */
  27
  28 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  29
  30 #include "mpx.h"
  31 #include "gfx.h"
  32
  33 /*----- Static variables --------------------------------------------------*/
  34
  35 extern const uint16 gfx_sqrtab[256];
  36
  37 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  38
  39 /* --- @gfx_sqr@ --- *
  40  *
  41  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
  42  *              @const mpw *av, *avl@ = argument vector base and limit
  43  *
  44  * Returns:     ---
  45  *
  46  * Use:         Performs squaring of binary polynomials.
  47  */
  48
  49 void gfx_sqr(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl)
  50 {
  51   mpd a = 0, aa = 0;
  52   unsigned b = 0, bb = 0;
  53
  54   /* --- Simple stuff --- */
  55
  56   if (dv >= dvl)
  57     return;
  58   MPX_SHRINK(av, avl);
  59
  60   /* --- The main algorithm --- *
  61    *
  62    * Our method depends on the fact that, in a field of characteristic 2, we
  63    * have that %$(a + b)^2 = a^2 + b^2$%.  Thus, to square a polynomial, it's
  64    * sufficient just to put a zero bit between each of the bits of the
  65    * original argument.  We use a precomputed table for this, and work on
  66    * entire octets at a time.  Life is more complicated because we've got to
  67    * be careful of bizarre architectures which don't have words with a
  68    * multiple of 8 bits in them.
  69    */
  70
  71   for (;;) {
  72
  73     /* --- Input buffering --- */
  74
  75     if (b < 8) {
  76       if (av >= avl)
  77         break;
  78       a |= *av++ << b;
  79       b += MPW_BITS;
  80     }
  81
  82     /* --- Do the work in the middle --- */
  83
  84     aa |= (mpd)(gfx_sqrtab[U8(a)]) << bb;
  85     bb += 16;
  86     a >>= 8;
  87     b -= 8;
  88
  89     /* --- Output buffering --- */
  90
  91     if (bb >= MPW_BITS) {
  92       *dv++ = MPW(aa);
  93       if (dv >= dvl)
  94         return;
  95       aa >>= MPW_BITS;
  96       bb -= MPW_BITS;
  97     }
  98   }
  99
 100   /* --- Flush the input buffer --- */
 101
 102   if (b) for (;;) {
 103     aa |= (mpd)(gfx_sqrtab[U8(a)]) << bb;
 104     bb += 16;
 105     if (bb > MPW_BITS) {
 106       *dv++ = MPW(aa);
 107       if (dv >= dvl)
 108         return;
 109       aa >>= MPW_BITS;
 110       bb -= MPW_BITS;
 111     }
 112     a >>= 8;
 113     if (b <= 8)
 114       break;
 115     else
 116       b -= 8;
 117   }
 118
 119   /* --- Flush the output buffer --- */
 120
 121   if (bb) for (;;) {
 122     *dv++ = MPW(aa);
 123     if (dv >= dvl)
 124       return;
 125     aa >>= MPW_BITS;
 126     if (bb <= MPW_BITS)
 127       break;
 128     else
 129       bb -= MPW_BITS;
 130   }
 131
 132   /* --- Zero the rest of everything --- */
 133
 134   MPX_ZERO(dv, dvl);
 135 }
 136
 137 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
 138
 139 #ifdef TEST_RIG
 140
 141 #include <mLib/alloc.h>
 142 #include <mLib/dstr.h>
 143 #include <mLib/quis.h>
 144 #include <mLib/testrig.h>
 145
 146 #define ALLOC(v, vl, sz) do {                                           \
 147   size_t _sz = (sz);                                                    \
 148   mpw *_vv = xmalloc(MPWS(_sz));                                        \
 149   mpw *_vvl = _vv + _sz;                                                \
 150   (v) = _vv;                                                            \
 151   (vl) = _vvl;                                                          \
 152 } while (0)
 153
 154 #define LOAD(v, vl, d) do {                                             \
 155   const dstr *_d = (d);                                                 \
 156   mpw *_v, *_vl;                                                        \
 157   ALLOC(_v, _vl, MPW_RQ(_d->len));                                      \
 158   mpx_loadb(_v, _vl, _d->buf, _d->len);                                 \
 159   (v) = _v;                                                             \
 160   (vl) = _vl;                                                           \
 161 } while (0)
 162
 163 #define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
 164
 165 static void dumpmp(const char *msg, const mpw *v, const mpw *vl)
 166 {
 167   fputs(msg, stderr);
 168   MPX_SHRINK(v, vl);
 169   while (v < vl)
 170     fprintf(stderr, " %08lx", (unsigned long)*--vl);
 171   fputc('\n', stderr);
 172 }
 173
 174 static int vsqr(dstr *v)
 175 {
 176   mpw *a, *al;
 177   mpw *b, *bl;
 178   mpw *d, *dl;
 179   int ok = 1;
 180
 181   LOAD(a, al, &v[0]);
 182   LOAD(b, bl, &v[1]);
 183   ALLOC(d, dl, 2 * (al - a));
 184
 185   gfx_sqr(d, dl, a, al);
 186   if (!mpx_ueq(d, dl, b, bl)) {
 187     fprintf(stderr, "\n*** vsqr failed\n");
 188     dumpmp("       a", a, al);
 189     dumpmp("expected", b, bl);
 190     dumpmp("  result", d, dl);
 191     ok = 0;
 192   }
 193
 194   xfree(a); xfree(b); xfree(d);
 195   return (ok);
 196 }
 197
 198 static test_chunk defs[] = {
 199   { "sqr", vsqr, { &type_hex, &type_hex, 0 } },
 200   { 0, 0, { 0 } }
 201 };
 202
 203 int main(int argc, char *argv[])
 204 {
 205   test_run(argc, argv, defs, SRCDIR"/t/gfx");
 206   return (0);
 207 }
 208
 209 #endif
 210
 211 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/