chiark - git - mdw - catacomb/blob - mpmul.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: mpmul.c,v 1.2 2000/07/09 21:31:10 mdw Exp $
   4  *
   5  * Multiply many small numbers together
   6  *
   7  * (c) 2000 Straylight/Edgeware
   8  */
   9
  10 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  11  *
  12  * This file is part of Catacomb.
  13  *
  14  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
  15  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  16  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  17  * License, or (at your option) any later version.
  18  *
  19  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  20  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  21  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  22  * GNU Library General Public License for more details.
  23  *
  24  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  25  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  26  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  27  * MA 02111-1307, USA.
  28  */
  29
  30 /*----- Revision history --------------------------------------------------*
  31  *
  32  * $Log: mpmul.c,v $
  33  * Revision 1.2  2000/07/09 21:31:10  mdw
  34  * Fix bug, and add a test rig.
  35  *
  36  * Revision 1.1  2000/07/01 11:21:39  mdw
  37  * New interface for computing products of many (small) integers.
  38  *
  39  */
  40
  41 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  42
  43 #include "mp.h"
  44 #include "mpint.h"
  45 #include "mpmul.h"
  46
  47 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  48
  49 /* --- @mpmul_init@ --- *
  50  *
  51  * Arguments:   @mpmul *b@ = pointer to multiplier context to initialize
  52  *
  53  * Returns:     ---
  54  *
  55  * Use:         Initializes a big multiplier context for use.
  56  */
  57
  58 void mpmul_init(mpmul *b)
  59 {
  60   b->i = 0;
  61 }
  62
  63 /* --- @mpmul_add@ --- *
  64  *
  65  * Arguments:   @mpmul *b@ = pointer to multiplier context
  66  *              @mp *x@ = the next factor to multiply in
  67  *
  68  * Returns:     ---
  69  *
  70  * Use:         Contributes another factor to the mix.  It's important that
  71  *              the integer lasts at least as long as the multiplication
  72  *              context; this sort of rules out @mp_build@ integers.
  73  */
  74
  75 void mpmul_add(mpmul *b, mp *x)
  76 {
  77   size_t i = b->i;
  78
  79   /* --- Now do the reduction step --- */
  80
  81   x = MP_COPY(x);
  82
  83   while (i > 0) {
  84     if (MP_LEN(b->v[i - 1]) > MP_LEN(x))
  85       break;
  86     i--;
  87     x = mp_mul(x, x, b->v[i]);
  88     MP_DROP(b->v[i]);
  89   }
  90
  91   if (i > HWM) {
  92     while (i > LWM || (i > 0 && MP_LEN(b->v[i - 1]) <= MP_LEN(x))) {
  93       i--;
  94       x = mp_mul(x, x, b->v[i]);
  95       MP_DROP(b->v[i]);
  96     }
  97   }
  98
  99   b->v[i++] = x;
 100   b->i = i;
 101 }
 102
 103 /* --- @mpmul_done@ --- *
 104  *
 105  * Arguments:   @mpmul *b@ = pointer to big multiplication context
 106  *
 107  * Returns:     The product of all the numbers contributed.
 108  *
 109  * Use:         Returns a (large) product of numbers.  The context is
 110  *              deallocated.
 111  */
 112
 113 mp *mpmul_done(mpmul *b)
 114 {
 115   size_t i = b->i;
 116   mp *x;
 117
 118   if (!i)
 119     return (MP_ONE);
 120   i--;
 121   x = b->v[i];
 122   while (i > 0) {
 123     i--;
 124     x = mp_mul(x, x, b->v[i]);
 125     MP_DROP(b->v[i]);
 126   }
 127   return (x);
 128 }
 129
 130 /* --- @mp_factorial@ --- *
 131  *
 132  * Arguments:   @unsigned long i@ = number whose factorial should be
 133  *                      computed.
 134  *
 135  * Returns:     The requested factorial.
 136  */
 137
 138 mp *mp_factorial(unsigned long i)
 139 {
 140   unsigned long j;
 141   mp *x = MP_NEW;
 142   mpmul b = MPMUL_INIT;
 143
 144   for (j = 1; j <= i; j++) {
 145     x = mp_fromulong(x, j);
 146     mpmul_add(&b, x);
 147   }
 148   if (x)
 149     mp_drop(x);
 150   return (mpmul_done(&b));
 151 }
 152
 153 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
 154
 155 #ifdef TEST_RIG
 156
 157 #include <mLib/testrig.h>
 158
 159 static int vfact(dstr *v)
 160 {
 161   unsigned long x = *(unsigned long *)v[0].buf;
 162   mp *fx = *(mp **)v[1].buf;
 163   mp *y = mp_factorial(x);
 164   int ok = 1;
 165   if (MP_CMP(fx, !=, y)) {
 166     fprintf(stderr, "factorial failed\n");
 167     MP_FPRINTF(stderr, (stderr, "%lu! = ", x), fx);
 168     MP_EPRINT("result", y);
 169     ok = 0;
 170   }
 171   mp_drop(fx);
 172   mp_drop(y);
 173   assert(mparena_count(MPARENA_GLOBAL) == 0);
 174   return (ok);
 175 }
 176
 177 static test_chunk tests[] = {
 178   { "factorial", vfact, { &type_ulong, &type_mp, 0 } },
 179   { 0, 0, { 0 } }
 180 };
 181
 182 int main(int argc, char *argv[])
 183 {
 184   test_run(argc, argv, tests, SRCDIR "/tests/mp");
 185   return (0);
 186 }
 187
 188 #endif
 189
 190 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/