t-mulmod_bnm1.c
上传用户:qaz666999
上传日期:2022-08-06
资源大小:2570k
文件大小:6k
源码类别:

数学计算

开发平台:

Unix_Linux

  1. /* Test for mulmod_bnm1 function.
  2.    Contributed to the GNU project by Marco Bodrato.
  3. Copyright 2009 Free Software Foundation, Inc.
  4. This file is part of the GNU MP Library.
  5. The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
  6. it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  7. the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  8. option) any later version.
  9. The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  10. WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  11. or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  12. License for more details.
  13. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  14. along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
  15. #include "gmp.h"
  16. #include "gmp-impl.h"
  17. #include "tests.h"
  18. #include <stdlib.h>
  19. #include <stdio.h>
  20. /* Sizes are up to 2^SIZE_LOG limbs */
  21. #ifndef SIZE_LOG
  22. #define SIZE_LOG 11
  23. #endif
  24. #ifndef COUNT
  25. #define COUNT 5000
  26. #endif
  27. #define MAX_N (1L << SIZE_LOG)
  28. #define MIN_N 1
  29. /*
  30.   Reference function for multiplication modulo B^rn-1.
  31.   The result is expected to be ZERO if and only if one of the operand
  32.   already is. Otherwise the class [0] Mod(B^rn-1) is represented by
  33.   B^rn-1. This should not be a problem if mulmod_bnm1 is used to
  34.   combine results and obtain a natural number when one knows in
  35.   advance that the final value is less than (B^rn-1).
  36. */
  37. static void
  38. ref_mulmod_bnm1 (mp_ptr rp, mp_size_t rn, mp_srcptr ap, mp_size_t an, mp_srcptr bp, mp_size_t bn)
  39. {
  40.   mp_limb_t cy;
  41.   ASSERT (0 < an && an <= rn);
  42.   ASSERT (0 < bn && bn <= rn);
  43.   if (an >= bn)
  44.     refmpn_mul (rp, ap, an, bp, bn);
  45.   else
  46.     refmpn_mul (rp, bp, bn, ap, an);
  47.   an += bn;
  48.   if (an > rn) {
  49.     cy = mpn_add (rp, rp, rn, rp + rn, an - rn);
  50.     /* If cy == 1, then the value of rp is at most B^rn - 2, so there can
  51.      * be no overflow when adding in the carry. */
  52.     MPN_INCR_U (rp, rn, cy);
  53.   }
  54. }
  55. /*
  56.   Compare the result of the mpn_mulmod_bnm1 function in the library
  57.   with the reference function above.
  58. */
  59. int
  60. main (int argc, char **argv)
  61. {
  62.   mp_ptr ap, bp, refp, pp, scratch;
  63.   int count = COUNT;
  64.   int test;
  65.   gmp_randstate_ptr rands;
  66.   TMP_DECL;
  67.   TMP_MARK;
  68.   if (argc > 1)
  69.     {
  70.       char *end;
  71.       count = strtol (argv[1], &end, 0);
  72.       if (*end || count <= 0)
  73. {
  74.   fprintf (stderr, "Invalid test count: %s.n", argv[1]);
  75.   return 1;
  76. }
  77.     }
  78.   tests_start ();
  79.   rands = RANDS;
  80.   ASSERT_ALWAYS (mpn_mulmod_bnm1_next_size (MAX_N) == MAX_N);
  81.   ap = TMP_ALLOC_LIMBS (MAX_N);
  82.   bp = TMP_ALLOC_LIMBS (MAX_N);
  83.   refp = TMP_ALLOC_LIMBS (MAX_N * 4);
  84.   pp = 1+TMP_ALLOC_LIMBS (MAX_N + 2);
  85.   scratch
  86.     = 1+TMP_ALLOC_LIMBS (mpn_mulmod_bnm1_itch (MAX_N, MAX_N, MAX_N) + 2);
  87.   for (test = 0; test < count; test++)
  88.     {
  89.       unsigned size_min;
  90.       unsigned size_range;
  91.       mp_size_t an,bn,rn,n;
  92.       mp_size_t itch;
  93.       mp_limb_t p_before, p_after, s_before, s_after;
  94.       for (size_min = 1; (1L << size_min) < MIN_N; size_min++)
  95. ;
  96.       /* We generate an in the MIN_N <= n <= (1 << size_range). */
  97.       size_range = size_min
  98. + gmp_urandomm_ui (rands, SIZE_LOG + 1 - size_min);
  99.       n = MIN_N
  100. + gmp_urandomm_ui (rands, (1L << size_range) + 1 - MIN_N);
  101.       n = mpn_mulmod_bnm1_next_size (n);
  102.       if ( (test & 1) || n == 1) {
  103. /* Half of the tests are done with the main scenario in mind:
  104.    both an and bn >= rn/2 */
  105. an = ((n+1) >> 1) + gmp_urandomm_ui (rands, (n+1) >> 1);
  106. bn = ((n+1) >> 1) + gmp_urandomm_ui (rands, (n+1) >> 1);
  107.       } else {
  108. /* Second half of the tests are done using mulmod to compute a
  109.    full product with n/2 < an+bn <= n. */
  110. an = 1 + gmp_urandomm_ui (rands, n - 1);
  111. if (an >= n/2)
  112.   bn = 1 + gmp_urandomm_ui (rands, n - an);
  113. else
  114.   bn = n/2 + 1 - an + gmp_urandomm_ui (rands, (n+1)/2);
  115.       }
  116.       /* Make sure an >= bn */
  117.       if (an < bn)
  118. MP_SIZE_T_SWAP (an, bn);
  119.       mpn_random2 (ap, an);
  120.       mpn_random2 (bp, bn);
  121.       /* Sometime trigger the borderline conditions
  122.  A = -1,0,+1 or B = -1,0,+1 or A*B == -1,0,1 Mod(B^{n/2}+1).
  123.  This only makes sense if there is at least a split, i.e. n is even. */
  124.       if ((test & 0x1f) == 1 && (n & 1) == 0) {
  125. mp_size_t x;
  126. MPN_COPY (ap, ap + (n >> 1), an - (n >> 1));
  127. MPN_ZERO (ap + an - (n >> 1) , n - an);
  128. MPN_COPY (bp, bp + (n >> 1), bn - (n >> 1));
  129. MPN_ZERO (bp + bn - (n >> 1) , n - bn);
  130. x = (n == an) ? 0 : gmp_urandomm_ui (rands, n - an);
  131. ap[x] += gmp_urandomm_ui (rands, 3) - 1;
  132. x = (n >> 1) - x % (n >> 1);
  133. bp[x] += gmp_urandomm_ui (rands, 3) - 1;
  134. /* We don't propagate carry, this means that the desired condition
  135.    is not triggered all the times. A few times are enough anyway. */
  136.       }
  137.       rn = MIN(n, an + bn);
  138.       mpn_random2 (pp-1, rn + 2);
  139.       p_before = pp[-1];
  140.       p_after = pp[rn];
  141.       itch = mpn_mulmod_bnm1_itch (n, an, bn);
  142.       ASSERT_ALWAYS (itch <= mpn_mulmod_bnm1_itch (MAX_N, MAX_N, MAX_N));
  143.       mpn_random2 (scratch-1, itch+2);
  144.       s_before = scratch[-1];
  145.       s_after = scratch[itch];
  146.       mpn_mulmod_bnm1 (  pp, n, ap, an, bp, bn, scratch);
  147.       ref_mulmod_bnm1 (refp, n, ap, an, bp, bn);
  148.       if (pp[-1] != p_before || pp[rn] != p_after
  149.   || scratch[-1] != s_before || scratch[itch] != s_after
  150.   || mpn_cmp (refp, pp, rn) != 0)
  151. {
  152.   printf ("ERROR in test %d, an = %d, bn = %d, n = %dn",
  153.   test, (int) an, (int) bn, (int) n);
  154.   if (pp[-1] != p_before)
  155.     {
  156.       printf ("before pp:"); mpn_dump (pp -1, 1);
  157.       printf ("keep:   "); mpn_dump (&p_before, 1);
  158.     }
  159.   if (pp[rn] != p_after)
  160.     {
  161.       printf ("after pp:"); mpn_dump (pp + rn, 1);
  162.       printf ("keep:   "); mpn_dump (&p_after, 1);
  163.     }
  164.   if (scratch[-1] != s_before)
  165.     {
  166.       printf ("before scratch:"); mpn_dump (scratch-1, 1);
  167.       printf ("keep:   "); mpn_dump (&s_before, 1);
  168.     }
  169.   if (scratch[itch] != s_after)
  170.     {
  171.       printf ("after scratch:"); mpn_dump (scratch + itch, 1);
  172.       printf ("keep:   "); mpn_dump (&s_after, 1);
  173.     }
  174.   mpn_dump (ap, an);
  175.   mpn_dump (bp, bn);
  176.   mpn_dump (pp, rn);
  177.   mpn_dump (refp, rn);
  178.   abort();
  179. }
  180.     }
  181.   TMP_FREE;
  182.   tests_end ();
  183.   return 0;
  184. }