rts/gmp/mpz/pow_ui.c

   1 /* mpz_pow_ui(res, base, exp) -- Set RES to BASE**EXP.
   2
   3 Copyright (C) 1991, 1993, 1994, 1996, 1997 Free Software Foundation, Inc.
   4
   5 This file is part of the GNU MP Library.
   6
   7 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your
  10 option) any later version.
  11
  12 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  14 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  15 License for more details.
  16
  17 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  18 along with the GNU MP Library; see the file COPYING.LIB.  If not, write to
  19 the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  20 MA 02111-1307, USA. */
  21
  22 #ifdef BERKELEY_MP
  23 #include "mp.h"
  24 #endif
  25 #include "gmp.h"
  26 #include "gmp-impl.h"
  27 #include "longlong.h"
  28
  29 #ifndef BERKELEY_MP
  30 void
  31 #if __STDC__
  32 mpz_pow_ui (mpz_ptr r, mpz_srcptr b, unsigned long int e)
  33 #else
  34 mpz_pow_ui (r, b, e)
  35      mpz_ptr r;
  36      mpz_srcptr b;
  37      unsigned long int e;
  38 #endif
  39 #else /* BERKELEY_MP */
  40 void
  41 #if __STDC__
  42 rpow (const MINT *b, signed short int e, MINT *r)
  43 #else
  44 rpow (b, e, r)
  45      const MINT *b;
  46      signed short int e;
  47      MINT *r;
  48 #endif
  49 #endif /* BERKELEY_MP */
  50 {
  51   mp_ptr rp, bp, tp, xp;
  52   mp_size_t ralloc, rsize, bsize;
  53   int cnt, i;
  54   mp_limb_t blimb;
  55   TMP_DECL (marker);
  56
  57   bsize = ABS (b->_mp_size);
  58
  59   /* Single out cases that give result == 0 or 1.  These tests are here
  60      to simplify the general code below, not to optimize.  */
  61   if (e == 0)
  62     {
  63       r->_mp_d[0] = 1;
  64       r->_mp_size = 1;
  65       return;
  66     }
  67   if (bsize == 0
  68 #ifdef BERKELEY_MP
  69       || e < 0
  70 #endif
  71       )
  72     {
  73       r->_mp_size = 0;
  74       return;
  75     }
  76
  77   bp = b->_mp_d;
  78
  79   blimb = bp[bsize - 1];
  80   if (bsize == 1 && blimb < 0x100)
  81     {
  82       /* Estimate space requirements accurately.  Using the code from the
  83          `else' path would over-estimate space requirements wildly.   */
  84       float lb = __mp_bases[blimb].chars_per_bit_exactly;
  85       ralloc = 3 + ((mp_size_t) (e / lb) / BITS_PER_MP_LIMB);
  86     }
  87   else
  88     {
  89       /* Over-estimate space requirements somewhat.  */
  90       count_leading_zeros (cnt, blimb);
  91       ralloc = bsize * e - cnt * e / BITS_PER_MP_LIMB + 2;
  92     }
  93
  94   TMP_MARK (marker);
  95
  96   /* The two areas are used to alternatingly hold the input and recieve the
  97      product for mpn_mul.  (This scheme is used to fulfill the requirements
  98      of mpn_mul; that the product space may not be the same as any of the
  99      input operands.)  */
 100   rp = (mp_ptr) TMP_ALLOC (ralloc * BYTES_PER_MP_LIMB);
 101   tp = (mp_ptr) TMP_ALLOC (ralloc * BYTES_PER_MP_LIMB);
 102
 103   MPN_COPY (rp, bp, bsize);
 104   rsize = bsize;
 105   count_leading_zeros (cnt, e);
 106
 107   for (i = BITS_PER_MP_LIMB - cnt - 2; i >= 0; i--)
 108     {
 109       mpn_mul_n (tp, rp, rp, rsize);
 110       rsize = 2 * rsize;
 111       rsize -= tp[rsize - 1] == 0;
 112       xp = tp; tp = rp; rp = xp;
 113
 114       if ((e & ((mp_limb_t) 1 << i)) != 0)
 115         {
 116           rsize = rsize + bsize - (mpn_mul (tp, rp, rsize, bp, bsize) == 0);
 117           xp = tp; tp = rp; rp = xp;
 118         }
 119     }
 120
 121   /* Now then we know the exact space requirements, reallocate if
 122      necessary.  */
 123   if (r->_mp_alloc < rsize)
 124     _mpz_realloc (r, rsize);
 125
 126   MPN_COPY (r->_mp_d, rp, rsize);
 127   r->_mp_size = (e & 1) == 0 || b->_mp_size >= 0 ? rsize : -rsize;
 128   TMP_FREE (marker);
 129 }