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