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

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: gfx-sqr.c,v 1.1 2000/10/08 15:49:37 mdw Exp $
   4  *
   5  * Sqaring binary polynomials
   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: gfx-sqr.c,v $
  33  * Revision 1.1  2000/10/08 15:49:37  mdw
  34  * First glimmerings of binary polynomial arithmetic.
  35  *
  36  */
  37
  38 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  39
  40 #include "mpx.h"
  41 /* #include "gfx.h" */
  42 #include "gfx-sqr-tab.h"
  43
  44 /*----- Static variables --------------------------------------------------*/
  45
  46 static uint16 tab[256] = GFX_SQRTAB;
  47
  48 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  49
  50 /* --- @gfx_sqr@ --- *
  51  *
  52  * Arguments:   @mpw *dv, *dvl@ = destination vector base and limit
  53  *              @const mpw *av, *avl@ = argument vector base and limit
  54  *
  55  * Returns:     ---
  56  *
  57  * Use:         Performs squaring of binary polynomials.
  58  */
  59
  60 void gfx_sqr(mpw *dv, mpw *dvl, const mpw *av, const mpw *avl)
  61 {
  62   mpd a = 0, aa = 0;
  63   unsigned b = 0, bb = 0;
  64
  65   /* --- Simple stuff --- */
  66
  67   if (dv >= dvl)
  68     return;
  69   MPX_SHRINK(av, avl);
  70
  71   /* --- The main algorithm --- *
  72    *
  73    * Our method depends on the fact that, in a field of characteristic 2, we
  74    * have that %$(a + b)^2 = a^2 + b^2$%.  Thus, to square a polynomial, it's
  75    * sufficient just to put a zero bit between each of the bits of the
  76    * original argument.  We use a precomputed table for this, and work on
  77    * entire octets at a time.  Life is more complicated because we've got to
  78    * be careful of bizarre architectures which don't have words with a
  79    * multiple of 8 bits in them.
  80    */
  81
  82   for (;;) {
  83
  84     /* --- Input buffering --- */
  85
  86     if (b < 8) {
  87       if (av >= avl)
  88         break;
  89       a |= *av++ << b;
  90       b += MPW_BITS;
  91     }
  92
  93     /* --- Do the work in the middle --- */
  94
  95     aa |= (mpd)(tab[U8(a)]) << bb;
  96     bb += 16;
  97     a >>= 8;
  98     b -= 8;
  99
 100     /* --- Output buffering --- */
 101
 102     if (bb > MPW_BITS) {
 103       *dv++ = MPW(aa);
 104       if (dv >= dvl)
 105         return;
 106       aa >>= MPW_BITS;
 107       bb -= MPW_BITS;
 108     }
 109   }
 110
 111   /* --- Flush the input buffer --- */
 112
 113   if (b) for (;;) {
 114     aa |= (mpd)(tab[U8(a)]) << bb;
 115     bb += 16;
 116     if (bb > MPW_BITS) {
 117       *dv++ = MPW(aa);
 118       if (dv >= dvl)
 119         return;
 120       aa >>= MPW_BITS;
 121       bb -= MPW_BITS;
 122     }
 123     a >>= 8;
 124     if (b <= 8)
 125       break;
 126     else
 127       b -= 8;
 128   }
 129
 130   /* --- Flush the output buffer --- */
 131
 132   if (bb) for (;;) {
 133     *dv++ = MPW(aa);
 134     if (dv >= dvl)
 135       return;
 136     aa >>= MPW_BITS;
 137     if (bb <= MPW_BITS)
 138       break;
 139     else
 140       bb -= MPW_BITS;
 141   }
 142
 143   /* --- Zero the rest of everything --- */
 144
 145   MPX_ZERO(dv, dvl);
 146 }
 147
 148 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
 149
 150 #ifdef TEST_RIG
 151
 152 #include <mLib/alloc.h>
 153 #include <mLib/dstr.h>
 154 #include <mLib/quis.h>
 155 #include <mLib/testrig.h>
 156
 157 #define ALLOC(v, vl, sz) do {                                           \
 158   size_t _sz = (sz);                                                    \
 159   mpw *_vv = xmalloc(MPWS(_sz));                                        \
 160   mpw *_vvl = _vv + _sz;                                                \
 161   (v) = _vv;                                                            \
 162   (vl) = _vvl;                                                          \
 163 } while (0)
 164
 165 #define LOAD(v, vl, d) do {                                             \
 166   const dstr *_d = (d);                                                 \
 167   mpw *_v, *_vl;                                                        \
 168   ALLOC(_v, _vl, MPW_RQ(_d->len));                                      \
 169   mpx_loadb(_v, _vl, _d->buf, _d->len);                                 \
 170   (v) = _v;                                                             \
 171   (vl) = _vl;                                                           \
 172 } while (0)
 173
 174 #define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
 175
 176 static void dumpmp(const char *msg, const mpw *v, const mpw *vl)
 177 {
 178   fputs(msg, stderr);
 179   MPX_SHRINK(v, vl);
 180   while (v < vl)
 181     fprintf(stderr, " %08lx", (unsigned long)*--vl);
 182   fputc('\n', stderr);
 183 }
 184
 185 static int vsqr(dstr *v)
 186 {
 187   mpw *a, *al;
 188   mpw *b, *bl;
 189   mpw *d, *dl;
 190   int ok = 1;
 191
 192   LOAD(a, al, &v[0]);
 193   LOAD(b, bl, &v[1]);
 194   ALLOC(d, dl, 2 * (al - a));
 195
 196   gfx_sqr(d, dl, a, al);
 197   if (!mpx_ueq(d, dl, b, bl)) {
 198     fprintf(stderr, "\n*** vsqr failed\n");
 199     dumpmp("       a", a, al);
 200     dumpmp("expected", b, bl);
 201     dumpmp("  result", d, dl);
 202     ok = 0;
 203   }
 204
 205   free(a); free(b); free(d);
 206   return (ok);
 207 }
 208
 209 static test_chunk defs[] = {
 210   { "sqr", vsqr, { &type_hex, &type_hex, 0 } },
 211   { 0, 0, { 0 } }
 212 };
 213
 214 int main(int argc, char *argv[])
 215 {
 216   test_run(argc, argv, defs, SRCDIR"/tests/gfx");
 217   return (0);
 218 }
 219
 220 #endif
 221
 222 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/