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

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: mpx.c,v 1.14 2002/10/19 18:55:08 mdw Exp $
   4  *
   5  * Low-level multiprecision arithmetic
   6  *
   7  * (c) 1999 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: mpx.c,v $
  33  * Revision 1.14  2002/10/19 18:55:08  mdw
  34  * Fix overflows in shift primitives.
  35  *
  36  * Revision 1.13  2002/10/19 17:56:50  mdw
  37  * Fix bit operations.  Test them (a bit) better.
  38  *
  39  * Revision 1.12  2002/10/06 22:52:50  mdw
  40  * Pile of changes for supporting two's complement properly.
  41  *
  42  * Revision 1.11  2001/04/03 19:36:05  mdw
  43  * Add some simple bitwise operations so that Perl can use them.
  44  *
  45  * Revision 1.10  2000/10/08 12:06:12  mdw
  46  * Provide @mpx_ueq@ for rapidly testing equality of two integers.
  47  *
  48  * Revision 1.9  2000/06/26 07:52:50  mdw
  49  * Portability fix for the bug fix.
  50  *
  51  * Revision 1.8  2000/06/25 12:59:02  mdw
  52  * (mpx_udiv): Fix bug in quotient digit estimation.
  53  *
  54  * Revision 1.7  1999/12/22 15:49:07  mdw
  55  * New function for division by a small integer.
  56  *
  57  * Revision 1.6  1999/11/20 22:43:44  mdw
  58  * Integrate testing for MPX routines.
  59  *
  60  * Revision 1.5  1999/11/20 22:23:27  mdw
  61  * Add function versions of some low-level macros with wider use.
  62  *
  63  * Revision 1.4  1999/11/17 18:04:09  mdw
  64  * Add two's-complement functionality.  Improve mpx_udiv a little by
  65  * performing the multiplication of the divisor by q with the subtraction
  66  * from r.
  67  *
  68  * Revision 1.3  1999/11/13 01:57:31  mdw
  69  * Remove stray debugging code.
  70  *
  71  * Revision 1.2  1999/11/13 01:50:59  mdw
  72  * Multiprecision routines finished and tested.
  73  *
  74  * Revision 1.1  1999/09/03 08:41:12  mdw
  75  * Initial import.
  76  *
  77  */
  78
  79 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  80
  81 #include <assert.h>
  82 #include <stdio.h>
  83 #include <stdlib.h>
  84 #include <string.h>
  85
  86 #include <mLib/bits.h>
  87
  88 #include "mptypes.h"
  89 #include "mpx.h"
  90 #include "bitops.h"
  91
  92 /*----- Loading and storing -----------------------------------------------*/
  93
  94 /* --- @mpx_storel@ --- *
  95  *
  96  * Arguments:   @const mpw *v, *vl@ = base and limit of source vector
  97  *              @void *pp@ = pointer to octet array
  98  *              @size_t sz@ = size of octet array
  99  *
 100  * Returns:     ---
 101  *
 102  * Use:         Stores an MP in an octet array, least significant octet
 103  *              first.  High-end octets are silently discarded if there
 104  *              isn't enough space for them.
 105  */
 106
 107 void mpx_storel(const mpw *v, const mpw *vl, void *pp, size_t sz)
 108 {
 109   mpw n, w = 0;
 110   octet *p = pp, *q = p + sz;
 111   unsigned bits = 0;
 112
 113   while (p < q) {
 114     if (bits < 8) {
 115       if (v >= vl) {
 116         *p++ = U8(w);
 117         break;
 118       }
 119       n = *v++;
 120       *p++ = U8(w | n << bits);
 121       w = n >> (8 - bits);
 122       bits += MPW_BITS - 8;
 123     } else {
 124       *p++ = U8(w);
 125       w >>= 8;
 126       bits -= 8;
 127     }
 128   }
 129   memset(p, 0, q - p);
 130 }
 131
 132 /* --- @mpx_loadl@ --- *
 133  *
 134  * Arguments:   @mpw *v, *vl@ = base and limit of destination vector
 135  *              @const void *pp@ = pointer to octet array
 136  *              @size_t sz@ = size of octet array
 137  *
 138  * Returns:     ---
 139  *
 140  * Use:         Loads an MP in an octet array, least significant octet
 141  *              first.  High-end octets are ignored if there isn't enough
 142  *              space for them.
 143  */
 144
 145 void mpx_loadl(mpw *v, mpw *vl, const void *pp, size_t sz)
 146 {
 147   unsigned n;
 148   mpw w = 0;
 149   const octet *p = pp, *q = p + sz;
 150   unsigned bits = 0;
 151
 152   if (v >= vl)
 153     return;
 154   while (p < q) {
 155     n = U8(*p++);
 156     w |= n << bits;
 157     bits += 8;
 158     if (bits >= MPW_BITS) {
 159       *v++ = MPW(w);
 160       w = n >> (MPW_BITS - bits + 8);
 161       bits -= MPW_BITS;
 162       if (v >= vl)
 163         return;
 164     }
 165   }
 166   *v++ = w;
 167   MPX_ZERO(v, vl);
 168 }
 169
 170 /* --- @mpx_storeb@ --- *
 171  *
 172  * Arguments:   @const mpw *v, *vl@ = base and limit of source vector
 173  *              @void *pp@ = pointer to octet array
 174  *              @size_t sz@ = size of octet array
 175  *
 176  * Returns:     ---
 177  *
 178  * Use:         Stores an MP in an octet array, most significant octet
 179  *              first.  High-end octets are silently discarded if there
 180  *              isn't enough space for them.
 181  */
 182
 183 void mpx_storeb(const mpw *v, const mpw *vl, void *pp, size_t sz)
 184 {
 185   mpw n, w = 0;
 186   octet *p = pp, *q = p + sz;
 187   unsigned bits = 0;
 188
 189   while (q > p) {
 190     if (bits < 8) {
 191       if (v >= vl) {
 192         *--q = U8(w);
 193         break;
 194       }
 195       n = *v++;
 196       *--q = U8(w | n << bits);
 197       w = n >> (8 - bits);
 198       bits += MPW_BITS - 8;
 199     } else {
 200       *--q = U8(w);
 201       w >>= 8;
 202       bits -= 8;
 203     }
 204   }
 205   memset(p, 0, q - p);
 206 }
 207
 208 /* --- @mpx_loadb@ --- *
 209  *
 210  * Arguments:   @mpw *v, *vl@ = base and limit of destination vector
 211  *              @const void *pp@ = pointer to octet array
 212  *              @size_t sz@ = size of octet array
 213  *
 214  * Returns:     ---
 215  *
 216  * Use:         Loads an MP in an octet array, most significant octet
 217  *              first.  High-end octets are ignored if there isn't enough
 218  *              space for them.
 219  */
 220
 221 void mpx_loadb(mpw *v, mpw *vl, const void *pp, size_t sz)
 222 {
 223   unsigned n;
 224   mpw w = 0;
 225   const octet *p = pp, *q = p + sz;
 226   unsigned bits = 0;
 227
 228   if (v >= vl)
 229     return;
 230   while (q > p) {
 231     n = U8(*--q);
 232     w |= n << bits;
 233     bits += 8;
 234     if (bits >= MPW_BITS) {
 235       *v++ = MPW(w);
 236       w = n >> (MPW_BITS - bits + 8);
 237       bits -= MPW_BITS;
 238       if (v >= vl)
 239         return;
 240     }
 241   }
 242   *v++ = w;
 243   MPX_ZERO(v, vl);
 244 }
 245
 246 /* --- @mpx_storel2cn@ --- *
 247  *
 248  * Arguments:   @const mpw *v, *vl@ = base and limit of source vector
 249  *              @void *pp@ = pointer to octet array
 250  *              @size_t sz@ = size of octet array
 251  *
 252  * Returns:     ---
 253  *
 254  * Use:         Stores a negative MP in an octet array, least significant
 255  *              octet first, as two's complement.  High-end octets are
 256  *              silently discarded if there isn't enough space for them.
 257  *              This obviously makes the output bad.
 258  */
 259
 260 void mpx_storel2cn(const mpw *v, const mpw *vl, void *pp, size_t sz)
 261 {
 262   unsigned c = 1;
 263   unsigned b = 0;
 264   mpw n, w = 0;
 265   octet *p = pp, *q = p + sz;
 266   unsigned bits = 0;
 267
 268   while (p < q) {
 269     if (bits < 8) {
 270       if (v >= vl) {
 271         b = w;
 272         break;
 273       }
 274       n = *v++;
 275       b = w | n << bits;
 276       w = n >> (8 - bits);
 277       bits += MPW_BITS - 8;
 278     } else {
 279       b = w;
 280       w >>= 8;
 281       bits -= 8;
 282     }
 283     b = U8(~b + c);
 284     c = !b;
 285     *p++ = b;
 286   }
 287   while (p < q) {
 288     b = U8(~b + c);
 289     c = !b;
 290     *p++ = b;
 291     b = 0;
 292   }
 293 }
 294
 295 /* --- @mpx_loadl2cn@ --- *
 296  *
 297  * Arguments:   @mpw *v, *vl@ = base and limit of destination vector
 298  *              @const void *pp@ = pointer to octet array
 299  *              @size_t sz@ = size of octet array
 300  *
 301  * Returns:     ---
 302  *
 303  * Use:         Loads a negative MP in an octet array, least significant
 304  *              octet first, as two's complement.  High-end octets are
 305  *              ignored if there isn't enough space for them.  This probably
 306  *              means you made the wrong choice coming here.
 307  */
 308
 309 void mpx_loadl2cn(mpw *v, mpw *vl, const void *pp, size_t sz)
 310 {
 311   unsigned n;
 312   unsigned c = 1;
 313   mpw w = 0;
 314   const octet *p = pp, *q = p + sz;
 315   unsigned bits = 0;
 316
 317   if (v >= vl)
 318     return;
 319   while (p < q) {
 320     n = U8(~(*p++) + c);
 321     c = !n;
 322     w |= n << bits;
 323     bits += 8;
 324     if (bits >= MPW_BITS) {
 325       *v++ = MPW(w);
 326       w = n >> (MPW_BITS - bits + 8);
 327       bits -= MPW_BITS;
 328       if (v >= vl)
 329         return;
 330     }
 331   }
 332   *v++ = w;
 333   MPX_ZERO(v, vl);
 334 }
 335
 336 /* --- @mpx_storeb2cn@ --- *
 337  *
 338  * Arguments:   @const mpw *v, *vl@ = base and limit of source vector
 339  *              @void *pp@ = pointer to octet array
 340  *              @size_t sz@ = size of octet array
 341  *
 342  * Returns:     ---
 343  *
 344  * Use:         Stores a negative MP in an octet array, most significant
 345  *              octet first, as two's complement.  High-end octets are
 346  *              silently discarded if there isn't enough space for them,
 347  *              which probably isn't what you meant.
 348  */
 349
 350 void mpx_storeb2cn(const mpw *v, const mpw *vl, void *pp, size_t sz)
 351 {
 352   mpw n, w = 0;
 353   unsigned b = 0;
 354   unsigned c = 1;
 355   octet *p = pp, *q = p + sz;
 356   unsigned bits = 0;
 357
 358   while (q > p) {
 359     if (bits < 8) {
 360       if (v >= vl) {
 361         b = w;
 362         break;
 363       }
 364       n = *v++;
 365       b = w | n << bits;
 366       w = n >> (8 - bits);
 367       bits += MPW_BITS - 8;
 368     } else {
 369       b = w;
 370       w >>= 8;
 371       bits -= 8;
 372     }
 373     b = U8(~b + c);
 374     c = !b;
 375     *--q = b;
 376   }
 377   while (q > p) {
 378     b = ~b + c;
 379     c = !(b & 0xff);
 380     *--q = b;
 381     b = 0;
 382   }
 383 }
 384
 385 /* --- @mpx_loadb2cn@ --- *
 386  *
 387  * Arguments:   @mpw *v, *vl@ = base and limit of destination vector
 388  *              @const void *pp@ = pointer to octet array
 389  *              @size_t sz@ = size of octet array
 390  *
 391  * Returns:     ---
 392  *
 393  * Use:         Loads a negative MP in an octet array, most significant octet
 394  *              first as two's complement.  High-end octets are ignored if
 395  *              there isn't enough space for them.  This probably means you
 396  *              chose this function wrongly.
 397  */
 398
 399 void mpx_loadb2cn(mpw *v, mpw *vl, const void *pp, size_t sz)
 400 {
 401   unsigned n;
 402   unsigned c = 1;
 403   mpw w = 0;
 404   const octet *p = pp, *q = p + sz;
 405   unsigned bits = 0;
 406
 407   if (v >= vl)
 408     return;
 409   while (q > p) {
 410     n = U8(~(*--q) + c);
 411     c = !n;
 412     w |= n << bits;
 413     bits += 8;
 414     if (bits >= MPW_BITS) {
 415       *v++ = MPW(w);
 416       w = n >> (MPW_BITS - bits + 8);
 417       bits -= MPW_BITS;
 418       if (v >= vl)
 419         return;
 420     }
 421   }
 422   *v++ = w;
 423   MPX_ZERO(v, vl);
 424 }
 425
 426 /*----- Logical shifting --------------------------------------------------*/
 427
 428 /* --- @mpx_lsl@ --- *
 429  *
 430  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
 431  *              @const mpw *av, *avl@ = source vector base and limit
 432  *              @size_t n@ = number of bit positions to shift by
 433  *
 434  * Returns:     ---
 435  *
 436  * Use:         Performs a logical shift left operation on an integer.
 437  */
 438
 439 void mpx_lsl(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl, size_t n)
 440 {
 441   size_t nw;
 442   unsigned nb;
 443
 444   /* --- Trivial special case --- */
 445
 446   if (n == 0)
 447     MPX_COPY(dv, dvl, av, avl);
 448
 449   /* --- Single bit shifting --- */
 450
 451   else if (n == 1) {
 452     mpw w = 0;
 453     while (av < avl) {
 454       mpw t;
 455       if (dv >= dvl)
 456         goto done;
 457       t = *av++;
 458       *dv++ = MPW((t << 1) | w);
 459       w = t >> (MPW_BITS - 1);
 460     }
 461     if (dv >= dvl)
 462       goto done;
 463     *dv++ = MPW(w);
 464     MPX_ZERO(dv, dvl);
 465     goto done;
 466   }
 467
 468   /* --- Break out word and bit shifts for more sophisticated work --- */
 469
 470   nw = n / MPW_BITS;
 471   nb = n % MPW_BITS;
 472
 473   /* --- Handle a shift by a multiple of the word size --- */
 474
 475   if (nb == 0) {
 476     if (nw >= dvl - dv)
 477       MPX_ZERO(dv, dvl);
 478     else {
 479       MPX_COPY(dv + nw, dvl, av, avl);
 480       memset(dv, 0, MPWS(nw));
 481     }
 482   }
 483
 484   /* --- And finally the difficult case --- *
 485    *
 486    * This is a little convoluted, because I have to start from the end and
 487    * work backwards to avoid overwriting the source, if they're both the same
 488    * block of memory.
 489    */
 490
 491   else {
 492     mpw w;
 493     size_t nr = MPW_BITS - nb;
 494     size_t dvn = dvl - dv;
 495     size_t avn = avl - av;
 496
 497     if (dvn <= nw) {
 498       MPX_ZERO(dv, dvl);
 499       goto done;
 500     }
 501
 502     if (dvn > avn + nw) {
 503       size_t off = avn + nw + 1;
 504       MPX_ZERO(dv + off, dvl);
 505       dvl = dv + off;
 506       w = 0;
 507     } else {
 508       avl = av + dvn - nw;
 509       w = *--avl << nb;
 510     }
 511
 512     while (avl > av) {
 513       mpw t = *--avl;
 514       *--dvl = (t >> nr) | w;
 515       w = t << nb;
 516     }
 517
 518     *--dvl = w;
 519     MPX_ZERO(dv, dvl);
 520   }
 521
 522 done:;
 523 }
 524
 525 /* --- @mpx_lsr@ --- *
 526  *
 527  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
 528  *              @const mpw *av, *avl@ = source vector base and limit
 529  *              @size_t n@ = number of bit positions to shift by
 530  *
 531  * Returns:     ---
 532  *
 533  * Use:         Performs a logical shift right operation on an integer.
 534  */
 535
 536 void mpx_lsr(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl, size_t n)
 537 {
 538   size_t nw;
 539   unsigned nb;
 540
 541   /* --- Trivial special case --- */
 542
 543   if (n == 0)
 544     MPX_COPY(dv, dvl, av, avl);
 545
 546   /* --- Single bit shifting --- */
 547
 548   else if (n == 1) {
 549     mpw w = *av++ >> 1;
 550     while (av < avl) {
 551       mpw t;
 552       if (dv >= dvl)
 553         goto done;
 554       t = *av++;
 555       *dv++ = MPW((t << (MPW_BITS - 1)) | w);
 556       w = t >> 1;
 557     }
 558     if (dv >= dvl)
 559       goto done;
 560     *dv++ = MPW(w);
 561     MPX_ZERO(dv, dvl);
 562     goto done;
 563   }
 564
 565   /* --- Break out word and bit shifts for more sophisticated work --- */
 566
 567   nw = n / MPW_BITS;
 568   nb = n % MPW_BITS;
 569
 570   /* --- Handle a shift by a multiple of the word size --- */
 571
 572   if (nb == 0) {
 573     if (nw >= avl - av)
 574       MPX_ZERO(dv, dvl);
 575     else
 576       MPX_COPY(dv, dvl, av + nw, avl);
 577   }
 578
 579   /* --- And finally the difficult case --- */
 580
 581   else {
 582     mpw w;
 583     size_t nr = MPW_BITS - nb;
 584
 585     av += nw;
 586     w = av < avl ? *av++ : 0;
 587     while (av < avl) {
 588       mpw t;
 589       if (dv >= dvl)
 590         goto done;
 591       t = *av++;
 592       *dv++ = MPW((w >> nb) | (t << nr));
 593       w = t;
 594     }
 595     if (dv < dvl) {
 596       *dv++ = MPW(w >> nb);
 597       MPX_ZERO(dv, dvl);
 598     }
 599   }
 600
 601 done:;
 602 }
 603
 604 /*----- Bitwise operations ------------------------------------------------*/
 605
 606 /* --- @mpx_bitop@ --- *
 607  *
 608  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector
 609  *              @const mpw *av, *avl@ = first source vector
 610  *              @const mpw *bv, *bvl@ = second source vector
 611  *
 612  * Returns:     ---
 613  *
 614  * Use;         Provides the dyadic boolean functions.
 615  */
 616
 617 #define MPX_BITBINOP(string)                                            \
 618                                                                         \
 619 void mpx_bit##string(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl,  \
 620                      const mpw *bv, const mpw *bvl)                     \
 621 {                                                                       \
 622   MPX_SHRINK(av, avl);                                                  \
 623   MPX_SHRINK(bv, bvl);                                                  \
 624                                                                         \
 625   while (dv < dvl) {                                                    \
 626     mpw a, b;                                                           \
 627     a = (av < avl) ? *av++ : 0;                                         \
 628     b = (bv < bvl) ? *bv++ : 0;                                         \
 629     *dv++ = B##string(a, b);                                            \
 630   }                                                                     \
 631 }
 632
 633 MPX_DOBIN(MPX_BITBINOP)
 634
 635 void mpx_not(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl)
 636 {
 637   MPX_SHRINK(av, avl);
 638
 639   while (dv < dvl) {
 640     mpw a;
 641     a = (av < avl) ? *av++ : 0;
 642     *dv++ = ~a;
 643   }
 644 }
 645
 646 /*----- Unsigned arithmetic -----------------------------------------------*/
 647
 648 /* --- @mpx_2c@ --- *
 649  *
 650  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector
 651  *              @const mpw *v, *vl@ = source vector
 652  *
 653  * Returns:     ---
 654  *
 655  * Use:         Calculates the two's complement of @v@.
 656  */
 657
 658 void mpx_2c(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *v, const mpw *vl)
 659 {
 660   mpw c = 0;
 661   while (dv < dvl && v < vl)
 662     *dv++ = c = MPW(~*v++);
 663   if (dv < dvl) {
 664     if (c > MPW_MAX / 2)
 665       c = MPW(~0);
 666     while (dv < dvl)
 667       *dv++ = c;
 668   }
 669   MPX_UADDN(dv, dvl, 1);
 670 }
 671
 672 /* --- @mpx_ueq@ --- *
 673  *
 674  * Arguments:   @const mpw *av, *avl@ = first argument vector base and limit
 675  *              @const mpw *bv, *bvl@ = second argument vector base and limit
 676  *
 677  * Returns:     Nonzero if the two vectors are equal.
 678  *
 679  * Use:         Performs an unsigned integer test for equality.
 680  */
 681
 682 int mpx_ueq(const mpw *av, const mpw *avl, const mpw *bv, const mpw *bvl)
 683 {
 684   MPX_SHRINK(av, avl);
 685   MPX_SHRINK(bv, bvl);
 686   if (avl - av != bvl - bv)
 687     return (0);
 688   while (av < avl) {
 689     if (*av++ != *bv++)
 690       return (0);
 691   }
 692   return (1);
 693 }
 694
 695 /* --- @mpx_ucmp@ --- *
 696  *
 697  * Arguments:   @const mpw *av, *avl@ = first argument vector base and limit
 698  *              @const mpw *bv, *bvl@ = second argument vector base and limit
 699  *
 700  * Returns:     Less than, equal to, or greater than zero depending on
 701  *              whether @a@ is less than, equal to or greater than @b@,
 702  *              respectively.
 703  *
 704  * Use:         Performs an unsigned integer comparison.
 705  */
 706
 707 int mpx_ucmp(const mpw *av, const mpw *avl, const mpw *bv, const mpw *bvl)
 708 {
 709   MPX_SHRINK(av, avl);
 710   MPX_SHRINK(bv, bvl);
 711
 712   if (avl - av > bvl - bv)
 713     return (+1);
 714   else if (avl - av < bvl - bv)
 715     return (-1);
 716   else while (avl > av) {
 717     mpw a = *--avl, b = *--bvl;
 718     if (a > b)
 719       return (+1);
 720     else if (a < b)
 721       return (-1);
 722   }
 723   return (0);
 724 }
 725
 726 /* --- @mpx_uadd@ --- *
 727  *
 728  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
 729  *              @const mpw *av, *avl@ = first addend vector base and limit
 730  *              @const mpw *bv, *bvl@ = second addend vector base and limit
 731  *
 732  * Returns:     ---
 733  *
 734  * Use:         Performs unsigned integer addition.  If the result overflows
 735  *              the destination vector, high-order bits are discarded.  This
 736  *              means that two's complement addition happens more or less for
 737  *              free, although that's more a side-effect than anything else.
 738  *              The result vector may be equal to either or both source
 739  *              vectors, but may not otherwise overlap them.
 740  */
 741
 742 void mpx_uadd(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl,
 743               const mpw *bv, const mpw *bvl)
 744 {
 745   mpw c = 0;
 746
 747   while (av < avl || bv < bvl) {
 748     mpw a, b;
 749     mpd x;
 750     if (dv >= dvl)
 751       return;
 752     a = (av < avl) ? *av++ : 0;
 753     b = (bv < bvl) ? *bv++ : 0;
 754     x = (mpd)a + (mpd)b + c;
 755     *dv++ = MPW(x);
 756     c = x >> MPW_BITS;
 757   }
 758   if (dv < dvl) {
 759     *dv++ = c;
 760     MPX_ZERO(dv, dvl);
 761   }
 762 }
 763
 764 /* --- @mpx_uaddn@ --- *
 765  *
 766  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = source and destination base and limit
 767  *              @mpw n@ = other addend
 768  *
 769  * Returns:     ---
 770  *
 771  * Use:         Adds a small integer to a multiprecision number.
 772  */
 773
 774 void mpx_uaddn(mpw *dv, mpw *dvl, mpw n) { MPX_UADDN(dv, dvl, n); }
 775
 776 /* --- @mpx_usub@ --- *
 777  *
 778  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
 779  *              @const mpw *av, *avl@ = first argument vector base and limit
 780  *              @const mpw *bv, *bvl@ = second argument vector base and limit
 781  *
 782  * Returns:     ---
 783  *
 784  * Use:         Performs unsigned integer subtraction.  If the result
 785  *              overflows the destination vector, high-order bits are
 786  *              discarded.  This means that two's complement subtraction
 787  *              happens more or less for free, althuogh that's more a side-
 788  *              effect than anything else.  The result vector may be equal to
 789  *              either or both source vectors, but may not otherwise overlap
 790  *              them.
 791  */
 792
 793 void mpx_usub(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl,
 794               const mpw *bv, const mpw *bvl)
 795 {
 796   mpw c = 0;
 797
 798   while (av < avl || bv < bvl) {
 799     mpw a, b;
 800     mpd x;
 801     if (dv >= dvl)
 802       return;
 803     a = (av < avl) ? *av++ : 0;
 804     b = (bv < bvl) ? *bv++ : 0;
 805     x = (mpd)a - (mpd)b - c;
 806     *dv++ = MPW(x);
 807     if (x >> MPW_BITS)
 808       c = 1;
 809     else
 810       c = 0;
 811   }
 812   if (c)
 813     c = MPW_MAX;
 814   while (dv < dvl)
 815     *dv++ = c;
 816 }
 817
 818 /* --- @mpx_usubn@ --- *
 819  *
 820  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = source and destination base and limit
 821  *              @n@ = subtrahend
 822  *
 823  * Returns:     ---
 824  *
 825  * Use:         Subtracts a small integer from a multiprecision number.
 826  */
 827
 828 void mpx_usubn(mpw *dv, mpw *dvl, mpw n) { MPX_USUBN(dv, dvl, n); }
 829
 830 /* --- @mpx_umul@ --- *
 831  *
 832  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
 833  *              @const mpw *av, *avl@ = multiplicand vector base and limit
 834  *              @const mpw *bv, *bvl@ = multiplier vector base and limit
 835  *
 836  * Returns:     ---
 837  *
 838  * Use:         Performs unsigned integer multiplication.  If the result
 839  *              overflows the desination vector, high-order bits are
 840  *              discarded.  The result vector may not overlap the argument
 841  *              vectors in any way.
 842  */
 843
 844 void mpx_umul(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl,
 845               const mpw *bv, const mpw *bvl)
 846 {
 847   /* --- This is probably worthwhile on a multiply --- */
 848
 849   MPX_SHRINK(av, avl);
 850   MPX_SHRINK(bv, bvl);
 851
 852   /* --- Deal with a multiply by zero --- */
 853
 854   if (bv == bvl) {
 855     MPX_ZERO(dv, dvl);
 856     return;
 857   }
 858
 859   /* --- Do the initial multiply and initialize the accumulator --- */
 860
 861   MPX_UMULN(dv, dvl, av, avl, *bv++);
 862
 863   /* --- Do the remaining multiply/accumulates --- */
 864
 865   while (dv < dvl && bv < bvl) {
 866     mpw m = *bv++;
 867     mpw c = 0;
 868     const mpw *avv = av;
 869     mpw *dvv = ++dv;
 870
 871     while (avv < avl) {
 872       mpd x;
 873       if (dvv >= dvl)
 874         goto next;
 875       x = (mpd)*dvv + (mpd)m * (mpd)*avv++ + c;
 876       *dvv++ = MPW(x);
 877       c = x >> MPW_BITS;
 878     }
 879     MPX_UADDN(dvv, dvl, c);
 880   next:;
 881   }
 882 }
 883
 884 /* --- @mpx_umuln@ --- *
 885  *
 886  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
 887  *              @const mpw *av, *avl@ = multiplicand vector base and limit
 888  *              @mpw m@ = multiplier
 889  *
 890  * Returns:     ---
 891  *
 892  * Use:         Multiplies a multiprecision integer by a single-word value.
 893  *              The destination and source may be equal.  The destination
 894  *              is completely cleared after use.
 895  */
 896
 897 void mpx_umuln(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl, mpw m)
 898 {
 899   MPX_UMULN(dv, dvl, av, avl, m);
 900 }
 901
 902 /* --- @mpx_umlan@ --- *
 903  *
 904  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination/accumulator base and limit
 905  *              @const mpw *av, *avl@ = multiplicand vector base and limit
 906  *              @mpw m@ = multiplier
 907  *
 908  * Returns:     ---
 909  *
 910  * Use:         Multiplies a multiprecision integer by a single-word value
 911  *              and adds the result to an accumulator.
 912  */
 913
 914 void mpx_umlan(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl, mpw m)
 915 {
 916   MPX_UMLAN(dv, dvl, av, avl, m);
 917 }
 918
 919 /* --- @mpx_usqr@ --- *
 920  *
 921  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
 922  *              @const mpw *av, *av@ = source vector base and limit
 923  *
 924  * Returns:     ---
 925  *
 926  * Use:         Performs unsigned integer squaring.  The result vector must
 927  *              not overlap the source vector in any way.
 928  */
 929
 930 void mpx_usqr(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl)
 931 {
 932   MPX_ZERO(dv, dvl);
 933
 934   /* --- Main loop --- */
 935
 936   while (av < avl) {
 937     const mpw *avv = av;
 938     mpw *dvv = dv;
 939     mpw a = *av;
 940     mpd c;
 941
 942     /* --- Stop if I've run out of destination --- */
 943
 944     if (dvv >= dvl)
 945       break;
 946
 947     /* --- Work out the square at this point in the proceedings --- */
 948
 949     {
 950       mpd x = (mpd)a * (mpd)a + *dvv;
 951       *dvv++ = MPW(x);
 952       c = MPW(x >> MPW_BITS);
 953     }
 954
 955     /* --- Now fix up the rest of the vector upwards --- */
 956
 957     avv++;
 958     while (dvv < dvl && avv < avl) {
 959       mpd x = (mpd)a * (mpd)*avv++;
 960       mpd y = ((x << 1) & MPW_MAX) + c + *dvv;
 961       c = (x >> (MPW_BITS - 1)) + (y >> MPW_BITS);
 962       *dvv++ = MPW(y);
 963     }
 964     while (dvv < dvl && c) {
 965       mpd x = c + *dvv;
 966       *dvv++ = MPW(x);
 967       c = x >> MPW_BITS;
 968     }
 969
 970     /* --- Get ready for the next round --- */
 971
 972     av++;
 973     dv += 2;
 974   }
 975 }
 976
 977 /* --- @mpx_udiv@ --- *
 978  *
 979  * Arguments:   @mpw *qv, *qvl@ = quotient vector base and limit
 980  *              @mpw *rv, *rvl@ = dividend/remainder vector base and limit
 981  *              @const mpw *dv, *dvl@ = divisor vector base and limit
 982  *              @mpw *sv, *svl@ = scratch workspace
 983  *
 984  * Returns:     ---
 985  *
 986  * Use:         Performs unsigned integer division.  If the result overflows
 987  *              the quotient vector, high-order bits are discarded.  (Clearly
 988  *              the remainder vector can't overflow.)  The various vectors
 989  *              may not overlap in any way.  Yes, I know it's a bit odd
 990  *              requiring the dividend to be in the result position but it
 991  *              does make some sense really.  The remainder must have
 992  *              headroom for at least two extra words.  The scratch space
 993  *              must be at least one word larger than the divisor.
 994  */
 995
 996 void mpx_udiv(mpw *qv, mpw *qvl, mpw *rv, mpw *rvl,
 997               const mpw *dv, const mpw *dvl,
 998               mpw *sv, mpw *svl)
 999 {
1000   unsigned norm = 0;
1001   size_t scale;
1002   mpw d, dd;
1003
1004   /* --- Initialize the quotient --- */
1005
1006   MPX_ZERO(qv, qvl);
1007
1008   /* --- Perform some sanity checks --- */
1009
1010   MPX_SHRINK(dv, dvl);
1011   assert(((void)"division by zero in mpx_udiv", dv < dvl));
1012
1013   /* --- Normalize the divisor --- *
1014    *
1015    * The algorithm requires that the divisor be at least two digits long.
1016    * This is easy to fix.
1017    */
1018
1019   {
1020     unsigned b;
1021
1022     d = dvl[-1];
1023     for (b = MPW_BITS / 2; b; b >>= 1) {
1024       if (d < (MPW_MAX >> b)) {
1025         d <<= b;
1026         norm += b;
1027       }
1028     }
1029     if (dv + 1 == dvl)
1030       norm += MPW_BITS;
1031   }
1032
1033   /* --- Normalize the dividend/remainder to match --- */
1034
1035   if (norm) {
1036     mpx_lsl(rv, rvl, rv, rvl, norm);
1037     mpx_lsl(sv, svl, dv, dvl, norm);
1038     dv = sv;
1039     dvl = svl;
1040     MPX_SHRINK(dv, dvl);
1041   }
1042
1043   MPX_SHRINK(rv, rvl);
1044   d = dvl[-1];
1045   dd = dvl[-2];
1046
1047   /* --- Work out the relative scales --- */
1048
1049   {
1050     size_t rvn = rvl - rv;
1051     size_t dvn = dvl - dv;
1052
1053     /* --- If the divisor is clearly larger, notice this --- */
1054
1055     if (dvn > rvn) {
1056       mpx_lsr(rv, rvl, rv, rvl, norm);
1057       return;
1058     }
1059
1060     scale = rvn - dvn;
1061   }
1062
1063   /* --- Calculate the most significant quotient digit --- *
1064    *
1065    * Because the divisor has its top bit set, this can only happen once.  The
1066    * pointer arithmetic is a little contorted, to make sure that the
1067    * behaviour is defined.
1068    */
1069
1070   if (MPX_UCMP(rv + scale, rvl, >=, dv, dvl)) {
1071     mpx_usub(rv + scale, rvl, rv + scale, rvl, dv, dvl);
1072     if (qvl - qv > scale)
1073       qv[scale] = 1;
1074   }
1075
1076   /* --- Now for the main loop --- */
1077
1078   {
1079     mpw *rvv = rvl - 2;
1080
1081     while (scale) {
1082       mpw q;
1083       mpd rh;
1084
1085       /* --- Get an estimate for the next quotient digit --- */
1086
1087       mpw r = rvv[1];
1088       mpw rr = rvv[0];
1089       mpw rrr = *--rvv;
1090
1091       scale--;
1092       rh = ((mpd)r << MPW_BITS) | rr;
1093       if (r == d)
1094         q = MPW_MAX;
1095       else
1096         q = MPW(rh / d);
1097
1098       /* --- Refine the estimate --- */
1099
1100       {
1101         mpd yh = (mpd)d * q;
1102         mpd yy = (mpd)dd * q;
1103         mpw yl;
1104
1105         if (yy > MPW_MAX)
1106           yh += yy >> MPW_BITS;
1107         yl = MPW(yy);
1108
1109         while (yh > rh || (yh == rh && yl > rrr)) {
1110           q--;
1111           yh -= d;
1112           if (yl < dd)
1113             yh--;
1114           yl = MPW(yl - dd);
1115         }
1116       }
1117
1118       /* --- Remove a chunk from the dividend --- */
1119
1120       {
1121         mpw *svv;
1122         const mpw *dvv;
1123         mpw mc = 0, sc = 0;
1124
1125         /* --- Calculate the size of the chunk --- *
1126          *
1127          * This does the whole job of calculating @r >> scale - qd@.
1128          */
1129
1130         for (svv = rv + scale, dvv = dv;
1131              dvv < dvl && svv < rvl;
1132              svv++, dvv++) {
1133           mpd x = (mpd)*dvv * (mpd)q + mc;
1134           mc = x >> MPW_BITS;
1135           x = (mpd)*svv - MPW(x) - sc;
1136           *svv = MPW(x);
1137           if (x >> MPW_BITS)
1138             sc = 1;
1139           else
1140             sc = 0;
1141         }
1142
1143         if (svv < rvl) {
1144           mpd x = (mpd)*svv - mc - sc;
1145           *svv++ = MPW(x);
1146           if (x >> MPW_BITS)
1147             sc = MPW_MAX;
1148           else
1149             sc = 0;
1150           while (svv < rvl)
1151             *svv++ = sc;
1152         }
1153
1154         /* --- Fix if the quotient was too large --- *
1155          *
1156          * This doesn't seem to happen very often.
1157          */
1158
1159         if (rvl[-1] > MPW_MAX / 2) {
1160           mpx_uadd(rv + scale, rvl, rv + scale, rvl, dv, dvl);
1161           q--;
1162         }
1163       }
1164
1165       /* --- Done for another iteration --- */
1166
1167       if (qvl - qv > scale)
1168         qv[scale] = q;
1169       r = rr;
1170       rr = rrr;
1171     }
1172   }
1173
1174   /* --- Now fiddle with unnormalizing and things --- */
1175
1176   mpx_lsr(rv, rvl, rv, rvl, norm);
1177 }
1178
1179 /* --- @mpx_udivn@ --- *
1180  *
1181  * Arguments:   @mpw *qv, *qvl@ = storage for the quotient (may overlap
1182  *                      dividend)
1183  *              @const mpw *rv, *rvl@ = dividend
1184  *              @mpw d@ = single-precision divisor
1185  *
1186  * Returns:     Remainder after divison.
1187  *
1188  * Use:         Performs a single-precision division operation.
1189  */
1190
1191 mpw mpx_udivn(mpw *qv, mpw *qvl, const mpw *rv, const mpw *rvl, mpw d)
1192 {
1193   size_t i;
1194   size_t ql = qvl - qv;
1195   mpd r = 0;
1196
1197   i = rvl - rv;
1198   while (i > 0) {
1199     i--;
1200     r = (r << MPW_BITS) | rv[i];
1201     if (i < ql)
1202       qv[i] = r / d;
1203     r %= d;
1204   }
1205   return (MPW(r));
1206 }
1207
1208 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
1209
1210 #ifdef TEST_RIG
1211
1212 #include <mLib/alloc.h>
1213 #include <mLib/dstr.h>
1214 #include <mLib/quis.h>
1215 #include <mLib/testrig.h>
1216
1217 #include "mpscan.h"
1218
1219 #define ALLOC(v, vl, sz) do {                                           \
1220   size_t _sz = (sz);                                                    \
1221   mpw *_vv = xmalloc(MPWS(_sz));                                        \
1222   mpw *_vvl = _vv + _sz;                                                \
1223   (v) = _vv;                                                            \
1224   (vl) = _vvl;                                                          \
1225 } while (0)
1226
1227 #define LOAD(v, vl, d) do {                                             \
1228   const dstr *_d = (d);                                                 \
1229   mpw *_v, *_vl;                                                        \
1230   ALLOC(_v, _vl, MPW_RQ(_d->len));                                      \
1231   mpx_loadb(_v, _vl, _d->buf, _d->len);                                 \
1232   (v) = _v;                                                             \
1233   (vl) = _vl;                                                           \
1234 } while (0)
1235
1236 #define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
1237
1238 static void dumpbits(const char *msg, const void *pp, size_t sz)
1239 {
1240   const octet *p = pp;
1241   fputs(msg, stderr);
1242   for (; sz; sz--)
1243     fprintf(stderr, " %02x", *p++);
1244   fputc('\n', stderr);
1245 }
1246
1247 static void dumpmp(const char *msg, const mpw *v, const mpw *vl)
1248 {
1249   fputs(msg, stderr);
1250   MPX_SHRINK(v, vl);
1251   while (v < vl)
1252     fprintf(stderr, " %08lx", (unsigned long)*--vl);
1253   fputc('\n', stderr);
1254 }
1255
1256 static int chkscan(const mpw *v, const mpw *vl,
1257                    const void *pp, size_t sz, int step)
1258 {
1259   mpscan mps;
1260   const octet *p = pp;
1261   unsigned bit = 0;
1262   int ok = 1;
1263
1264   mpscan_initx(&mps, v, vl);
1265   while (sz) {
1266     unsigned x = *p;
1267     int i;
1268     p += step;
1269     for (i = 0; i < 8 && MPSCAN_STEP(&mps); i++) {
1270       if (MPSCAN_BIT(&mps) != (x & 1)) {
1271         fprintf(stderr,
1272                 "\n*** error, step %i, bit %u, expected %u, found %u\n",
1273                 step, bit, x & 1, MPSCAN_BIT(&mps));
1274         ok = 0;
1275       }
1276       x >>= 1;
1277       bit++;
1278     }
1279     sz--;
1280   }
1281
1282   return (ok);
1283 }
1284
1285 static int loadstore(dstr *v)
1286 {
1287   dstr d = DSTR_INIT;
1288   size_t sz = MPW_RQ(v->len) * 2, diff;
1289   mpw *m, *ml;
1290   int ok = 1;
1291
1292   dstr_ensure(&d, v->len);
1293   m = xmalloc(MPWS(sz));
1294
1295   for (diff = 0; diff < sz; diff += 5) {
1296     size_t oct;
1297
1298     ml = m + sz - diff;
1299
1300     mpx_loadl(m, ml, v->buf, v->len);
1301     if (!chkscan(m, ml, v->buf, v->len, +1))
1302       ok = 0;
1303     MPX_OCTETS(oct, m, ml);
1304     mpx_storel(m, ml, d.buf, d.sz);
1305     if (memcmp(d.buf, v->buf, oct) != 0) {
1306       dumpbits("\n*** storel failed", d.buf, d.sz);
1307       ok = 0;
1308     }
1309
1310     mpx_loadb(m, ml, v->buf, v->len);
1311     if (!chkscan(m, ml, v->buf + v->len - 1, v->len, -1))
1312       ok = 0;
1313     MPX_OCTETS(oct, m, ml);
1314     mpx_storeb(m, ml, d.buf, d.sz);
1315     if (memcmp(d.buf + d.sz - oct, v->buf + v->len - oct, oct) != 0) {
1316       dumpbits("\n*** storeb failed", d.buf, d.sz);
1317       ok = 0;
1318     }
1319   }
1320
1321   if (!ok)
1322     dumpbits("input data", v->buf, v->len);
1323
1324   free(m);
1325   dstr_destroy(&d);
1326   return (ok);
1327 }
1328
1329 static int twocl(dstr *v)
1330 {
1331   dstr d = DSTR_INIT;
1332   mpw *m, *ml;
1333   size_t sz;
1334   int ok = 1;
1335
1336   sz = v[0].len; if (v[1].len > sz) sz = v[1].len;
1337   dstr_ensure(&d, sz);
1338
1339   sz = MPW_RQ(sz);
1340   m = xmalloc(MPWS(sz));
1341   ml = m + sz;
1342
1343   mpx_loadl(m, ml, v[0].buf, v[0].len);
1344   mpx_storel2cn(m, ml, d.buf, v[1].len);
1345   if (memcmp(d.buf, v[1].buf, v[1].len)) {
1346     dumpbits("\n*** storel2cn failed", d.buf, v[1].len);
1347     ok = 0;
1348   }
1349
1350   mpx_loadl2cn(m, ml, v[1].buf, v[1].len);
1351   mpx_storel(m, ml, d.buf, v[0].len);
1352   if (memcmp(d.buf, v[0].buf, v[0].len)) {
1353     dumpbits("\n*** loadl2cn failed", d.buf, v[0].len);
1354     ok = 0;
1355   }
1356
1357   if (!ok) {
1358     dumpbits("pos", v[0].buf, v[0].len);
1359     dumpbits("neg", v[1].buf, v[1].len);
1360   }
1361
1362   free(m);
1363   dstr_destroy(&d);
1364
1365   return (ok);
1366 }
1367
1368 static int twocb(dstr *v)
1369 {
1370   dstr d = DSTR_INIT;
1371   mpw *m, *ml;
1372   size_t sz;
1373   int ok = 1;
1374
1375   sz = v[0].len; if (v[1].len > sz) sz = v[1].len;
1376   dstr_ensure(&d, sz);
1377
1378   sz = MPW_RQ(sz);
1379   m = xmalloc(MPWS(sz));
1380   ml = m + sz;
1381
1382   mpx_loadb(m, ml, v[0].buf, v[0].len);
1383   mpx_storeb2cn(m, ml, d.buf, v[1].len);
1384   if (memcmp(d.buf, v[1].buf, v[1].len)) {
1385     dumpbits("\n*** storeb2cn failed", d.buf, v[1].len);
1386     ok = 0;
1387   }
1388
1389   mpx_loadb2cn(m, ml, v[1].buf, v[1].len);
1390   mpx_storeb(m, ml, d.buf, v[0].len);
1391   if (memcmp(d.buf, v[0].buf, v[0].len)) {
1392     dumpbits("\n*** loadb2cn failed", d.buf, v[0].len);
1393     ok = 0;
1394   }
1395
1396   if (!ok) {
1397     dumpbits("pos", v[0].buf, v[0].len);
1398     dumpbits("neg", v[1].buf, v[1].len);
1399   }
1400
1401   free(m);
1402   dstr_destroy(&d);
1403
1404   return (ok);
1405 }
1406
1407 static int lsl(dstr *v)
1408 {
1409   mpw *a, *al;
1410   int n = *(int *)v[1].buf;
1411   mpw *c, *cl;
1412   mpw *d, *dl;
1413   int ok = 1;
1414
1415   LOAD(a, al, &v[0]);
1416   LOAD(c, cl, &v[2]);
1417   ALLOC(d, dl, al - a + (n + MPW_BITS - 1) / MPW_BITS);
1418
1419   mpx_lsl(d, dl, a, al, n);
1420   if (!mpx_ueq(d, dl, c, cl)) {
1421     fprintf(stderr, "\n*** lsl(%i) failed\n", n);
1422     dumpmp("       a", a, al);
1423     dumpmp("expected", c, cl);
1424     dumpmp("  result", d, dl);
1425     ok = 0;
1426   }
1427
1428   free(a); free(c); free(d);
1429   return (ok);
1430 }
1431
1432 static int lsr(dstr *v)
1433 {
1434   mpw *a, *al;
1435   int n = *(int *)v[1].buf;
1436   mpw *c, *cl;
1437   mpw *d, *dl;
1438   int ok = 1;
1439
1440   LOAD(a, al, &v[0]);
1441   LOAD(c, cl, &v[2]);
1442   ALLOC(d, dl, al - a + (n + MPW_BITS - 1) / MPW_BITS + 1);
1443
1444   mpx_lsr(d, dl, a, al, n);
1445   if (!mpx_ueq(d, dl, c, cl)) {
1446     fprintf(stderr, "\n*** lsr(%i) failed\n", n);
1447     dumpmp("       a", a, al);
1448     dumpmp("expected", c, cl);
1449     dumpmp("  result", d, dl);
1450     ok = 0;
1451   }
1452
1453   free(a); free(c); free(d);
1454   return (ok);
1455 }
1456
1457 static int uadd(dstr *v)
1458 {
1459   mpw *a, *al;
1460   mpw *b, *bl;
1461   mpw *c, *cl;
1462   mpw *d, *dl;
1463   int ok = 1;
1464
1465   LOAD(a, al, &v[0]);
1466   LOAD(b, bl, &v[1]);
1467   LOAD(c, cl, &v[2]);
1468   ALLOC(d, dl, MAX(al - a, bl - b) + 1);
1469
1470   mpx_uadd(d, dl, a, al, b, bl);
1471   if (!mpx_ueq(d, dl, c, cl)) {
1472     fprintf(stderr, "\n*** uadd failed\n");
1473     dumpmp("       a", a, al);
1474     dumpmp("       b", b, bl);
1475     dumpmp("expected", c, cl);
1476     dumpmp("  result", d, dl);
1477     ok = 0;
1478   }
1479
1480   free(a); free(b); free(c); free(d);
1481   return (ok);
1482 }
1483
1484 static int usub(dstr *v)
1485 {
1486   mpw *a, *al;
1487   mpw *b, *bl;
1488   mpw *c, *cl;
1489   mpw *d, *dl;
1490   int ok = 1;
1491
1492   LOAD(a, al, &v[0]);
1493   LOAD(b, bl, &v[1]);
1494   LOAD(c, cl, &v[2]);
1495   ALLOC(d, dl, al - a);
1496
1497   mpx_usub(d, dl, a, al, b, bl);
1498   if (!mpx_ueq(d, dl, c, cl)) {
1499     fprintf(stderr, "\n*** usub failed\n");
1500     dumpmp("       a", a, al);
1501     dumpmp("       b", b, bl);
1502     dumpmp("expected", c, cl);
1503     dumpmp("  result", d, dl);
1504     ok = 0;
1505   }
1506
1507   free(a); free(b); free(c); free(d);
1508   return (ok);
1509 }
1510
1511 static int umul(dstr *v)
1512 {
1513   mpw *a, *al;
1514   mpw *b, *bl;
1515   mpw *c, *cl;
1516   mpw *d, *dl;
1517   int ok = 1;
1518
1519   LOAD(a, al, &v[0]);
1520   LOAD(b, bl, &v[1]);
1521   LOAD(c, cl, &v[2]);
1522   ALLOC(d, dl, (al - a) + (bl - b));
1523
1524   mpx_umul(d, dl, a, al, b, bl);
1525   if (!mpx_ueq(d, dl, c, cl)) {
1526     fprintf(stderr, "\n*** umul failed\n");
1527     dumpmp("       a", a, al);
1528     dumpmp("       b", b, bl);
1529     dumpmp("expected", c, cl);
1530     dumpmp("  result", d, dl);
1531     ok = 0;
1532   }
1533
1534   free(a); free(b); free(c); free(d);
1535   return (ok);
1536 }
1537
1538 static int usqr(dstr *v)
1539 {
1540   mpw *a, *al;
1541   mpw *c, *cl;
1542   mpw *d, *dl;
1543   int ok = 1;
1544
1545   LOAD(a, al, &v[0]);
1546   LOAD(c, cl, &v[1]);
1547   ALLOC(d, dl, 2 * (al - a));
1548
1549   mpx_usqr(d, dl, a, al);
1550   if (!mpx_ueq(d, dl, c, cl)) {
1551     fprintf(stderr, "\n*** usqr failed\n");
1552     dumpmp("       a", a, al);
1553     dumpmp("expected", c, cl);
1554     dumpmp("  result", d, dl);
1555     ok = 0;
1556   }
1557
1558   free(a); free(c); free(d);
1559   return (ok);
1560 }
1561
1562 static int udiv(dstr *v)
1563 {
1564   mpw *a, *al;
1565   mpw *b, *bl;
1566   mpw *q, *ql;
1567   mpw *r, *rl;
1568   mpw *qq, *qql;
1569   mpw *s, *sl;
1570   int ok = 1;
1571
1572   ALLOC(a, al, MPW_RQ(v[0].len) + 2); mpx_loadb(a, al, v[0].buf, v[0].len);
1573   LOAD(b, bl, &v[1]);
1574   LOAD(q, ql, &v[2]);
1575   LOAD(r, rl, &v[3]);
1576   ALLOC(qq, qql, al - a);
1577   ALLOC(s, sl, (bl - b) + 1);
1578
1579   mpx_udiv(qq, qql, a, al, b, bl, s, sl);
1580   if (!mpx_ueq(qq, qql, q, ql) ||
1581       !mpx_ueq(a, al, r, rl)) {
1582     fprintf(stderr, "\n*** udiv failed\n");
1583     dumpmp(" divisor", b, bl);
1584     dumpmp("expect r", r, rl);
1585     dumpmp("result r", a, al);
1586     dumpmp("expect q", q, ql);
1587     dumpmp("result q", qq, qql);
1588     ok = 0;
1589   }
1590
1591   free(a); free(b); free(r); free(q); free(s); free(qq);
1592   return (ok);
1593 }
1594
1595 static test_chunk defs[] = {
1596   { "load-store", loadstore, { &type_hex, 0 } },
1597   { "2cl", twocl, { &type_hex, &type_hex, } },
1598   { "2cb", twocb, { &type_hex, &type_hex, } },
1599   { "lsl", lsl, { &type_hex, &type_int, &type_hex, 0 } },
1600   { "lsr", lsr, { &type_hex, &type_int, &type_hex, 0 } },
1601   { "uadd", uadd, { &type_hex, &type_hex, &type_hex, 0 } },
1602   { "usub", usub, { &type_hex, &type_hex, &type_hex, 0 } },
1603   { "umul", umul, { &type_hex, &type_hex, &type_hex, 0 } },
1604   { "usqr", usqr, { &type_hex, &type_hex, 0 } },
1605   { "udiv", udiv, { &type_hex, &type_hex, &type_hex, &type_hex, 0 } },
1606   { 0, 0, { 0 } }
1607 };
1608
1609 int main(int argc, char *argv[])
1610 {
1611   test_run(argc, argv, defs, SRCDIR"/tests/mpx");
1612   return (0);
1613 }
1614
1615 #endif
1616
1617 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/