jacbase.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. /* mpn_jacobi_base -- limb/limb Jacobi symbol with restricted arguments.
  2.    THIS INTERFACE IS PRELIMINARY AND MIGHT DISAPPEAR OR BE SUBJECT TO
  3.    INCOMPATIBLE CHANGES IN A FUTURE RELEASE OF GMP.
  4. Copyright 1999, 2000, 2001, 2002 Free Software Foundation, Inc.
  5. This file is part of the GNU MP Library.
  6. The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
  7. it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  8. the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  9. option) any later version.
  10. The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  11. WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  12. or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  13. License for more details.
  14. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  15. along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
  16. #include "gmp.h"
  17. #include "gmp-impl.h"
  18. #include "longlong.h"
  19. /* Use the simple loop by default.  The generic count_trailing_zeros is not
  20.    very fast, and the extra trickery of method 3 has proven to be less use
  21.    than might have been though.  */
  22. #ifndef JACOBI_BASE_METHOD
  23. #define JACOBI_BASE_METHOD  2
  24. #endif
  25. /* Use count_trailing_zeros.  */
  26. #if JACOBI_BASE_METHOD == 1
  27. #define PROCESS_TWOS_ANY                                
  28.   {                                                     
  29.     mp_limb_t  twos;                                    
  30.     count_trailing_zeros (twos, a);                     
  31.     result_bit1 ^= JACOBI_TWOS_U_BIT1 (twos, b);        
  32.     a >>= twos;                                         
  33.   }
  34. #define PROCESS_TWOS_EVEN  PROCESS_TWOS_ANY
  35. #endif
  36. /* Use a simple loop.  A disadvantage of this is that there's a branch on a
  37.    50/50 chance of a 0 or 1 low bit.  */
  38. #if JACOBI_BASE_METHOD == 2
  39. #define PROCESS_TWOS_EVEN               
  40.   {                                     
  41.     int  two;                           
  42.     two = JACOBI_TWO_U_BIT1 (b);        
  43.     do                                  
  44.       {                                 
  45. a >>= 1;                        
  46. result_bit1 ^= two;             
  47. ASSERT (a != 0);                
  48.       }                                 
  49.     while ((a & 1) == 0);               
  50.   }
  51. #define PROCESS_TWOS_ANY        
  52.   if ((a & 1) == 0)             
  53.     PROCESS_TWOS_EVEN;
  54. #endif
  55. /* Process one bit arithmetically, then a simple loop.  This cuts the loop
  56.    condition down to a 25/75 chance, which should branch predict better.
  57.    The CPU will need a reasonable variable left shift.  */
  58. #if JACOBI_BASE_METHOD == 3
  59. #define PROCESS_TWOS_EVEN               
  60.   {                                     
  61.     int  two, mask, shift;              
  62.                                         
  63.     two = JACOBI_TWO_U_BIT1 (b);        
  64.     mask = (~a & 2);                    
  65.     a >>= 1;                            
  66.                                         
  67.     shift = (~a & 1);                   
  68.     a >>= shift;                        
  69.     result_bit1 ^= two ^ (two & mask);  
  70.                                         
  71.     while ((a & 1) == 0)                
  72.       {                                 
  73. a >>= 1;                        
  74. result_bit1 ^= two;             
  75. ASSERT (a != 0);                
  76.       }                                 
  77.   }
  78. #define PROCESS_TWOS_ANY                
  79.   {                                     
  80.     int  two, mask, shift;              
  81.                                         
  82.     two = JACOBI_TWO_U_BIT1 (b);        
  83.     shift = (~a & 1);                   
  84.     a >>= shift;                        
  85.                                         
  86.     mask = shift << 1;                  
  87.     result_bit1 ^= (two & mask);        
  88.                                         
  89.     while ((a & 1) == 0)                
  90.       {                                 
  91. a >>= 1;                        
  92. result_bit1 ^= two;             
  93. ASSERT (a != 0);                
  94.       }                                 
  95.   }
  96. #endif
  97. /* Calculate the value of the Jacobi symbol (a/b) of two mp_limb_t's, but
  98.    with a restricted range of inputs accepted, namely b>1, b odd, and a<=b.
  99.    The initial result_bit1 is taken as a parameter for the convenience of
  100.    mpz_kronecker_ui() et al.  The sign changes both here and in those
  101.    routines accumulate nicely in bit 1, see the JACOBI macros.
  102.    The return value here is the normal +1, 0, or -1.  Note that +1 and -1
  103.    have bit 1 in the "BIT1" sense, which could be useful if the caller is
  104.    accumulating it into some extended calculation.
  105.    Duplicating the loop body to avoid the MP_LIMB_T_SWAP(a,b) would be
  106.    possible, but a couple of tests suggest it's not a significant speedup,
  107.    and may even be a slowdown, so what's here is good enough for now.
  108.    Future: The code doesn't demand a<=b actually, so maybe this could be
  109.    relaxed.  All the places this is used currently call with a<=b though.  */
  110. int
  111. mpn_jacobi_base (mp_limb_t a, mp_limb_t b, int result_bit1)
  112. {
  113.   ASSERT (b & 1);  /* b odd */
  114.   ASSERT (b != 1);
  115.   ASSERT (a <= b);
  116.   if (a == 0)
  117.     return 0;
  118.   PROCESS_TWOS_ANY;
  119.   if (a == 1)
  120.     goto done;
  121.   for (;;)
  122.     {
  123.       result_bit1 ^= JACOBI_RECIP_UU_BIT1 (a, b);
  124.       MP_LIMB_T_SWAP (a, b);
  125.       do
  126. {
  127.   /* working on (a/b), a,b odd, a>=b */
  128.   ASSERT (a & 1);
  129.   ASSERT (b & 1);
  130.   ASSERT (a >= b);
  131.   if ((a -= b) == 0)
  132.     return 0;
  133.   PROCESS_TWOS_EVEN;
  134.   if (a == 1)
  135.     goto done;
  136. }
  137.       while (a >= b);
  138.     }
  139.  done:
  140.   return JACOBI_BIT1_TO_PN (result_bit1);
  141. }