ghc/rts/gmp/mpn/generic/bdivmod.c

   1 /* mpn/bdivmod.c: mpn_bdivmod for computing U/V mod 2^d.
   2
   3 Copyright (C) 1991, 1993, 1994, 1995, 1996, 1999, 2000 Free Software
   4 Foundation, Inc.
   5
   6 This file is part of the GNU MP Library.
   7
   8 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
   9 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  10 the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your
  11 option) any later version.
  12
  13 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  15 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  16 License for more details.
  17
  18 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  19 along with the GNU MP Library; see the file COPYING.LIB.  If not, write to
  20 the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  21 MA 02111-1307, USA. */
  22
  23 /* q_high = mpn_bdivmod (qp, up, usize, vp, vsize, d).
  24
  25    Puts the low d/BITS_PER_MP_LIMB limbs of Q = U / V mod 2^d at qp, and
  26    returns the high d%BITS_PER_MP_LIMB bits of Q as the result.
  27
  28    Also, U - Q * V mod 2^(usize*BITS_PER_MP_LIMB) is placed at up.  Since the
  29    low d/BITS_PER_MP_LIMB limbs of this difference are zero, the code allows
  30    the limb vectors at qp to overwrite the low limbs at up, provided qp <= up.
  31
  32    Preconditions:
  33    1.  V is odd.
  34    2.  usize * BITS_PER_MP_LIMB >= d.
  35    3.  If Q and U overlap, qp <= up.
  36
  37    Ken Weber (kweber@mat.ufrgs.br, kweber@mcs.kent.edu)
  38
  39    Funding for this work has been partially provided by Conselho Nacional
  40    de Desenvolvimento Cienti'fico e Tecnolo'gico (CNPq) do Brazil, Grant
  41    301314194-2, and was done while I was a visiting reseacher in the Instituto
  42    de Matema'tica at Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
  43
  44    References:
  45        T. Jebelean, An algorithm for exact division, Journal of Symbolic
  46        Computation, v. 15, 1993, pp. 169-180.
  47
  48        K. Weber, The accelerated integer GCD algorithm, ACM Transactions on
  49        Mathematical Software, v. 21 (March), 1995, pp. 111-122.  */
  50
  51 #include "gmp.h"
  52 #include "gmp-impl.h"
  53 #include "longlong.h"
  54
  55 mp_limb_t
  56 #if __STDC__
  57 mpn_bdivmod (mp_ptr qp, mp_ptr up, mp_size_t usize,
  58              mp_srcptr vp, mp_size_t vsize, unsigned long int d)
  59 #else
  60 mpn_bdivmod (qp, up, usize, vp, vsize, d)
  61      mp_ptr qp;
  62      mp_ptr up;
  63      mp_size_t usize;
  64      mp_srcptr vp;
  65      mp_size_t vsize;
  66      unsigned long int d;
  67 #endif
  68 {
  69   mp_limb_t v_inv;
  70
  71   /* 1/V mod 2^BITS_PER_MP_LIMB. */
  72   modlimb_invert (v_inv, vp[0]);
  73
  74   /* Fast code for two cases previously used by the accel part of mpn_gcd.
  75      (Could probably remove this now it's inlined there.) */
  76   if (usize == 2 && vsize == 2 &&
  77       (d == BITS_PER_MP_LIMB || d == 2*BITS_PER_MP_LIMB))
  78     {
  79       mp_limb_t hi, lo;
  80       mp_limb_t q = up[0] * v_inv;
  81       umul_ppmm (hi, lo, q, vp[0]);
  82       up[0] = 0, up[1] -= hi + q*vp[1], qp[0] = q;
  83       if (d == 2*BITS_PER_MP_LIMB)
  84         q = up[1] * v_inv, up[1] = 0, qp[1] = q;
  85       return 0;
  86     }
  87
  88   /* Main loop.  */
  89   while (d >= BITS_PER_MP_LIMB)
  90     {
  91       mp_limb_t q = up[0] * v_inv;
  92       mp_limb_t b = mpn_submul_1 (up, vp, MIN (usize, vsize), q);
  93       if (usize > vsize)
  94         mpn_sub_1 (up + vsize, up + vsize, usize - vsize, b);
  95       d -= BITS_PER_MP_LIMB;
  96       up += 1, usize -= 1;
  97       *qp++ = q;
  98     }
  99
 100   if (d)
 101     {
 102       mp_limb_t b;
 103       mp_limb_t q = (up[0] * v_inv) & (((mp_limb_t)1<<d) - 1);
 104       if (q <= 1)
 105         {
 106           if (q == 0)
 107             return 0;
 108           else
 109             b = mpn_sub_n (up, up, vp, MIN (usize, vsize));
 110         }
 111       else
 112         b = mpn_submul_1 (up, vp, MIN (usize, vsize), q);
 113
 114       if (usize > vsize)
 115         mpn_sub_1 (up + vsize, up + vsize, usize - vsize, b);
 116       return q;
 117     }
 118
 119   return 0;
 120 }