mpi.h
上传用户:lyxiangda
上传日期:2007-01-12
资源大小:3042k
文件大小:10k
源码类别:

CA认证

开发平台:

WINDOWS

  1. /*
  2.  *  mpi.h
  3.  *
  4.  *  Arbitrary precision integer arithmetic library
  5.  *
  6.  * The contents of this file are subject to the Mozilla Public
  7.  * License Version 1.1 (the "License"); you may not use this file
  8.  * except in compliance with the License. You may obtain a copy of
  9.  * the License at http://www.mozilla.org/MPL/
  10.  *
  11.  * Software distributed under the License is distributed on an "AS
  12.  * IS" basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, either express or
  13.  * implied. See the License for the specific language governing
  14.  * rights and limitations under the License.
  15.  *
  16.  * The Original Code is the MPI Arbitrary Precision Integer Arithmetic
  17.  * library.
  18.  *
  19.  * The Initial Developer of the Original Code is Michael J. Fromberger.
  20.  * Portions created by Michael J. Fromberger are 
  21.  * Copyright (C) 1998, 1999, 2000 Michael J. Fromberger. 
  22.  * All Rights Reserved.
  23.  *
  24.  * Contributor(s):
  25.  * Netscape Communications Corporation
  26.  *
  27.  * Alternatively, the contents of this file may be used under the
  28.  * terms of the GNU General Public License Version 2 or later (the
  29.  * "GPL"), in which case the provisions of the GPL are applicable
  30.  * instead of those above.  If you wish to allow use of your
  31.  * version of this file only under the terms of the GPL and not to
  32.  * allow others to use your version of this file under the MPL,
  33.  * indicate your decision by deleting the provisions above and
  34.  * replace them with the notice and other provisions required by
  35.  * the GPL.  If you do not delete the provisions above, a recipient
  36.  * may use your version of this file under either the MPL or the
  37.  * GPL.
  38.  *
  39.  *  $Id: mpi.h,v 1.14.2.1 2000/11/21 03:32:40 nelsonb%netscape.com Exp $
  40.  */
  41. #ifndef _H_MPI_
  42. #define _H_MPI_
  43. #include "mpi-config.h"
  44. #if MP_DEBUG
  45. #undef MP_IOFUNC
  46. #define MP_IOFUNC 1
  47. #endif
  48. #if MP_IOFUNC
  49. #include <stdio.h>
  50. #include <ctype.h>
  51. #endif
  52. #include <limits.h>
  53. #ifdef macintosh
  54. #include <Types.h>
  55. #else
  56. #include <sys/types.h>
  57. #endif
  58. #define  MP_NEG    1
  59. #define  MP_ZPOS   0
  60. #define  MP_OKAY          0 /* no error, all is well */
  61. #define  MP_YES           0 /* yes (boolean result)  */
  62. #define  MP_NO           -1 /* no (boolean result)   */
  63. #define  MP_MEM          -2 /* out of memory         */
  64. #define  MP_RANGE        -3 /* argument out of range */
  65. #define  MP_BADARG       -4 /* invalid parameter     */
  66. #define  MP_UNDEF        -5 /* answer is undefined   */
  67. #define  MP_LAST_CODE    MP_UNDEF
  68. typedef unsigned int      mp_sign;
  69. typedef unsigned int      mp_size;
  70. typedef int               mp_err;
  71. #define MP_32BIT_MAX 4294967295U
  72. #if !defined(ULONG_MAX) 
  73. #error "ULONG_MAX not defined"
  74. #elif !defined(UINT_MAX)
  75. #error "UINT_MAX not defined"
  76. #elif !defined(USHRT_MAX)
  77. #error "USHRT_MAX not defined"
  78. #endif
  79. #if !defined(MP_USE_UINT_DIGIT) && ULONG_MAX > MP_32BIT_MAX
  80. typedef unsigned long     mp_digit;
  81. #define MP_DIGIT_MAX      ULONG_MAX
  82. #define MP_HALF_DIGIT_MAX UINT_MAX
  83. #undef MP_NO_MP_WORD
  84. #define MP_NO_MP_WORD 1
  85. #else
  86. typedef unsigned int      mp_digit;
  87. #define MP_DIGIT_MAX      UINT_MAX
  88. #define MP_HALF_DIGIT_MAX USHRT_MAX
  89. #endif
  90. #ifndef MP_NO_MP_WORD
  91. #if defined(ULONG_LONG_MAX) /* GCC, HPUX */
  92. #define MP_ULONG_LONG_MAX ULONG_LONG_MAX
  93. #elif defined(ULLONG_MAX) /* Solaris */
  94. #define MP_ULONG_LONG_MAX ULLONG_MAX
  95. /* MP_ULONG_LONG_MAX was defined to be ULLONG_MAX */
  96. #elif defined(ULONGLONG_MAX) /* IRIX, AIX */
  97. #define MP_ULONG_LONG_MAX ULONGLONG_MAX
  98. #endif
  99. #if defined(MP_ULONG_LONG_MAX)
  100. #if (MP_ULONG_LONG_MAX > UINT_MAX) || defined(SOLARIS)
  101. #if MP_ULONG_LONG_MAX == ULONG_MAX || (defined(SOLARIS) && defined(NSS_USE_64))
  102. typedef unsigned long     mp_word;
  103. typedef          long     mp_sword;
  104. #define MP_WORD_MAX       ULONG_MAX
  105. #else
  106. typedef unsigned long long mp_word;
  107. typedef          long long mp_sword;
  108. #define MP_WORD_MAX       MP_ULONG_LONG_MAX
  109. #endif
  110. #else 
  111. /* MP_ULONG_LONG_MAX <= UINT_MAX */
  112. #define MP_NO_MP_WORD 1
  113. #endif
  114. #else 
  115. /* MP_ULONG_LONG_MAX not defined */
  116. #define MP_NO_MP_WORD 1
  117. #endif
  118. #endif /* !MP_NO_MP_WORD */
  119. #if !defined(MP_WORD_MAX) && defined(MP_DEFINE_SMALL_WORD)
  120. typedef unsigned int      mp_word;
  121. typedef          int      mp_sword;
  122. #define MP_WORD_MAX       UINT_MAX
  123. #endif
  124. #define MP_DIGIT_BIT      (CHAR_BIT*sizeof(mp_digit))
  125. #define MP_WORD_BIT       (CHAR_BIT*sizeof(mp_word))
  126. #define MP_RADIX          (1+(mp_word)MP_DIGIT_MAX)
  127. #define MP_HALF_DIGIT_BIT (MP_DIGIT_BIT/2)
  128. #define MP_HALF_RADIX     (1+(mp_digit)MP_HALF_DIGIT_MAX)
  129. /* MP_HALF_RADIX really ought to be called MP_SQRT_RADIX, but it's named 
  130. ** MP_HALF_RADIX because it's the radix for MP_HALF_DIGITs, and it's 
  131. ** consistent with the other _HALF_ names.
  132. */
  133. #if MP_DIGIT_MAX == USHRT_MAX
  134. #define MP_DIGIT_FMT      "%04X"     /* printf() format for 1 digit */
  135. #elif MP_DIGIT_MAX == UINT_MAX
  136. #define MP_DIGIT_FMT      "%08X"     /* printf() format for 1 digit */
  137. #elif MP_DIGIT_MAX == ULONG_MAX
  138. #define MP_DIGIT_FMT      "%016lX"   /* printf() format for 1 digit */
  139. #else
  140. #define MP_DIGIT_FMT      "%016llX"  /* printf() format for 1 digit */
  141. #endif
  142. /* Macros for accessing the mp_int internals           */
  143. #define  MP_SIGN(MP)     ((MP)->sign)
  144. #define  MP_USED(MP)     ((MP)->used)
  145. #define  MP_ALLOC(MP)    ((MP)->alloc)
  146. #define  MP_DIGITS(MP)   ((MP)->dp)
  147. #define  MP_DIGIT(MP,N)  (MP)->dp[(N)]
  148. /* This defines the maximum I/O base (minimum is 2)   */
  149. #define MP_MAX_RADIX         64
  150. typedef struct {
  151.   mp_sign       sign;    /* sign of this quantity      */
  152.   mp_size       alloc;   /* how many digits allocated  */
  153.   mp_size       used;    /* how many digits used       */
  154.   mp_digit     *dp;      /* the digits themselves      */
  155. } mp_int;
  156. /* Default precision       */
  157. mp_size mp_get_prec(void);
  158. void    mp_set_prec(mp_size prec);
  159. /* Memory management       */
  160. mp_err mp_init(mp_int *mp);
  161. mp_err mp_init_size(mp_int *mp, mp_size prec);
  162. mp_err mp_init_copy(mp_int *mp, const mp_int *from);
  163. mp_err mp_copy(const mp_int *from, mp_int *to);
  164. void   mp_exch(mp_int *mp1, mp_int *mp2);
  165. void   mp_clear(mp_int *mp);
  166. void   mp_zero(mp_int *mp);
  167. void   mp_set(mp_int *mp, mp_digit d);
  168. mp_err mp_set_int(mp_int *mp, long z);
  169. #define mp_set_long(mp,z) mp_set_int(mp,z)
  170. mp_err mp_set_ulong(mp_int *mp, unsigned long z);
  171. /* Single digit arithmetic */
  172. mp_err mp_add_d(const mp_int *a, mp_digit d, mp_int *b);
  173. mp_err mp_sub_d(const mp_int *a, mp_digit d, mp_int *b);
  174. mp_err mp_mul_d(const mp_int *a, mp_digit d, mp_int *b);
  175. mp_err mp_mul_2(const mp_int *a, mp_int *c);
  176. mp_err mp_div_d(const mp_int *a, mp_digit d, mp_int *q, mp_digit *r);
  177. mp_err mp_div_2(const mp_int *a, mp_int *c);
  178. mp_err mp_expt_d(const mp_int *a, mp_digit d, mp_int *c);
  179. /* Sign manipulations      */
  180. mp_err mp_abs(const mp_int *a, mp_int *b);
  181. mp_err mp_neg(const mp_int *a, mp_int *b);
  182. /* Full arithmetic         */
  183. mp_err mp_add(const mp_int *a, const mp_int *b, mp_int *c);
  184. mp_err mp_sub(const mp_int *a, const mp_int *b, mp_int *c);
  185. mp_err mp_mul(const mp_int *a, const mp_int *b, mp_int *c);
  186. #if MP_SQUARE
  187. mp_err mp_sqr(const mp_int *a, mp_int *b);
  188. #else
  189. #define mp_sqr(a, b) mp_mul(a, a, b)
  190. #endif
  191. mp_err mp_div(const mp_int *a, const mp_int *b, mp_int *q, mp_int *r);
  192. mp_err mp_div_2d(const mp_int *a, mp_digit d, mp_int *q, mp_int *r);
  193. mp_err mp_expt(mp_int *a, mp_int *b, mp_int *c);
  194. mp_err mp_2expt(mp_int *a, mp_digit k);
  195. mp_err mp_sqrt(const mp_int *a, mp_int *b);
  196. /* Modular arithmetic      */
  197. #if MP_MODARITH
  198. mp_err mp_mod(const mp_int *a, const mp_int *m, mp_int *c);
  199. mp_err mp_mod_d(const mp_int *a, mp_digit d, mp_digit *c);
  200. mp_err mp_addmod(const mp_int *a, const mp_int *b, const mp_int *m, mp_int *c);
  201. mp_err mp_submod(const mp_int *a, const mp_int *b, const mp_int *m, mp_int *c);
  202. mp_err mp_mulmod(const mp_int *a, const mp_int *b, const mp_int *m, mp_int *c);
  203. #if MP_SQUARE
  204. mp_err mp_sqrmod(const mp_int *a, const mp_int *m, mp_int *c);
  205. #else
  206. #define mp_sqrmod(a, m, c) mp_mulmod(a, a, m, c)
  207. #endif
  208. mp_err mp_exptmod(const mp_int *a, const mp_int *b, const mp_int *m, mp_int *c);
  209. mp_err mp_exptmod_d(const mp_int *a, mp_digit d, const mp_int *m, mp_int *c);
  210. #endif /* MP_MODARITH */
  211. /* Comparisons             */
  212. int    mp_cmp_z(const mp_int *a);
  213. int    mp_cmp_d(const mp_int *a, mp_digit d);
  214. int    mp_cmp(const mp_int *a, const mp_int *b);
  215. int    mp_cmp_mag(mp_int *a, mp_int *b);
  216. int    mp_cmp_int(const mp_int *a, long z);
  217. int    mp_isodd(const mp_int *a);
  218. int    mp_iseven(const mp_int *a);
  219. /* Number theoretic        */
  220. #if MP_NUMTH
  221. mp_err mp_gcd(mp_int *a, mp_int *b, mp_int *c);
  222. mp_err mp_lcm(mp_int *a, mp_int *b, mp_int *c);
  223. mp_err mp_xgcd(const mp_int *a, const mp_int *b, mp_int *g, mp_int *x, mp_int *y);
  224. mp_err mp_invmod(const mp_int *a, const mp_int *m, mp_int *c);
  225. mp_err mp_invmod_xgcd(const mp_int *a, const mp_int *m, mp_int *c);
  226. #endif /* end MP_NUMTH */
  227. /* Input and output        */
  228. #if MP_IOFUNC
  229. void   mp_print(mp_int *mp, FILE *ofp);
  230. #endif /* end MP_IOFUNC */
  231. /* Base conversion         */
  232. mp_err mp_read_raw(mp_int *mp, char *str, int len);
  233. int    mp_raw_size(mp_int *mp);
  234. mp_err mp_toraw(mp_int *mp, char *str);
  235. mp_err mp_read_radix(mp_int *mp, const char *str, int radix);
  236. int    mp_radix_size(mp_int *mp, int radix);
  237. mp_err mp_toradix(mp_int *mp, char *str, int radix);
  238. int    mp_tovalue(char ch, int r);
  239. #define mp_tobinary(M, S)  mp_toradix((M), (S), 2)
  240. #define mp_tooctal(M, S)   mp_toradix((M), (S), 8)
  241. #define mp_todecimal(M, S) mp_toradix((M), (S), 10)
  242. #define mp_tohex(M, S)     mp_toradix((M), (S), 16)
  243. /* Error strings           */
  244. const  char  *mp_strerror(mp_err ec);
  245. /* Octet string conversion functions */
  246. mp_err mp_read_unsigned_octets(mp_int *mp, const unsigned char *str, mp_size len);
  247. int    mp_unsigned_octet_size(const mp_int *mp);
  248. mp_err mp_to_unsigned_octets(const mp_int *mp, unsigned char *str, mp_size maxlen);
  249. mp_err mp_to_signed_octets(const mp_int *mp, unsigned char *str, mp_size maxlen);
  250. mp_err mp_to_fixlen_octets(const mp_int *mp, unsigned char *str, mp_size len);
  251. /* Miscellaneous */
  252. mp_size mp_trailing_zeros(const mp_int *mp);
  253. #define MP_CHECKOK(x)  if (MP_OKAY > (res = (x))) goto CLEANUP
  254. #define MP_CHECKERR(x) if (MP_OKAY > (res = (x))) goto CLEANUP
  255. #if defined(MP_API_COMPATIBLE)
  256. #define NEG             MP_NEG
  257. #define ZPOS            MP_ZPOS
  258. #define DIGIT_MAX       MP_DIGIT_MAX
  259. #define DIGIT_BIT       MP_DIGIT_BIT
  260. #define DIGIT_FMT       MP_DIGIT_FMT
  261. #define RADIX           MP_RADIX
  262. #define MAX_RADIX       MP_MAX_RADIX
  263. #define SIGN(MP)        MP_SIGN(MP)
  264. #define USED(MP)        MP_USED(MP)
  265. #define ALLOC(MP)       MP_ALLOC(MP)
  266. #define DIGITS(MP)      MP_DIGITS(MP)
  267. #define DIGIT(MP,N)     MP_DIGIT(MP,N)
  268. #if MP_ARGCHK == 1
  269. #define  ARGCHK(X,Y)  {if(!(X)){return (Y);}}
  270. #elif MP_ARGCHK == 2
  271. #include <assert.h>
  272. #define  ARGCHK(X,Y)  assert(X)
  273. #else
  274. #define  ARGCHK(X,Y)  /*  */
  275. #endif
  276. #endif /* defined MP_API_COMPATIBLE */
  277. #endif /* end _H_MPI_ */