libmp: add new tests
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cda7129cd2
commit
fa028a9352
1 changed files with 625 additions and 0 deletions
625
sys/src/libmp/ntest.c
Normal file
625
sys/src/libmp/ntest.c
Normal file
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@ -0,0 +1,625 @@
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|||
#include <u.h>
|
||||
#include <libc.h>
|
||||
#include <mp.h>
|
||||
#include <libsec.h>
|
||||
|
||||
typedef struct ldint ldint;
|
||||
|
||||
struct ldint {
|
||||
int n;
|
||||
u8int *b;
|
||||
};
|
||||
|
||||
ldint _ldzero = {1, (u8int*)"\0"};
|
||||
ldint _ldone = {2, (u8int*)"\1\0"};
|
||||
ldint *ldzero = &_ldzero;
|
||||
ldint *ldone = &_ldone;
|
||||
|
||||
static int
|
||||
ldget(ldint *a, int n)
|
||||
{
|
||||
if(n < 0) return 0;
|
||||
if(n >= a->n) return a->b[a->n - 1]&1;
|
||||
return a->b[n]&1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldbits(ldint *a, int n)
|
||||
{
|
||||
a->b = realloc(a->b, n);
|
||||
a->n = n;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static ldint *
|
||||
ldnorm(ldint *a)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
if(a->n > 0){
|
||||
for(i = a->n - 2; i >= 0; i--)
|
||||
if(a->b[i] != a->b[a->n-1])
|
||||
break;
|
||||
ldbits(a, i + 2);
|
||||
}
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldneg(ldint *a)
|
||||
{
|
||||
int i, c;
|
||||
|
||||
c = 1;
|
||||
for(i = 0; i < a->n; i++){
|
||||
c += 1 ^ a->b[i] & 1;
|
||||
a->b[i] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int
|
||||
max(int a, int b)
|
||||
{
|
||||
return a>b? a : b;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static ldint *
|
||||
ldnew(int n)
|
||||
{
|
||||
ldint *a;
|
||||
|
||||
a = malloc(sizeof(ldint));
|
||||
a->b = malloc(n);
|
||||
a->n = n;
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldfree(ldint *a)
|
||||
{
|
||||
if(a == nil) return;
|
||||
free(a->b);
|
||||
free(a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldsanity(ldint *a)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for(i = 0; i < a->n; i++)
|
||||
assert(a->b[i] < 2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static ldint *
|
||||
ldrand(int n, ldint *a)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
if(a == nil)
|
||||
a = ldnew(n);
|
||||
else
|
||||
ldbits(a, n);
|
||||
for(i = 0; i < n; i++)
|
||||
a->b[i] = rand() & 1;
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static mpint *
|
||||
ldtomp(ldint *a, mpint *b)
|
||||
{
|
||||
int s, c, i;
|
||||
|
||||
if(b == nil)
|
||||
b = mpnew(0);
|
||||
mpbits(b, a->n);
|
||||
s = a->b[a->n - 1] & 1;
|
||||
b->sign = 1 - 2 * s;
|
||||
c = s;
|
||||
memset(b->p, 0, (a->n + Dbits - 1) / Dbits * Dbytes);
|
||||
for(i = 0; i < a->n; i++){
|
||||
c += s ^ a->b[i] & 1;
|
||||
b->p[i / Dbits] |= (mpdigit)(c & 1) << (i & Dbits - 1);
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
b->top = (a->n + Dbits - 1) / Dbits;
|
||||
mpnorm(b);
|
||||
return b;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
mptold(mpint *b, ldint *a)
|
||||
{
|
||||
int i, j, n, c;
|
||||
|
||||
n = mpsignif(b) + 1;
|
||||
ldbits(a, n);
|
||||
memset(a->b, 0, n);
|
||||
for(i = 0; i <= b->top; i++)
|
||||
for(j = 0; j < Dbits; j++)
|
||||
if(Dbits * i + j < n)
|
||||
a->b[Dbits * i + j] = b->p[i] >> j & 1;
|
||||
if(b->sign < 0){
|
||||
c = 1;
|
||||
for(i = 0; i < a->n; i++){
|
||||
c += 1 ^ a->b[i] & 1;
|
||||
a->b[i] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static ldint *
|
||||
itold(int n, ldint *a)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
if(a == nil)
|
||||
a = ldnew(sizeof(n)*8);
|
||||
else
|
||||
ldbits(a, sizeof(n)*8);
|
||||
for(i = 0; i < sizeof(n)*8; i++)
|
||||
a->b[i] = n >> i & 1;
|
||||
ldnorm(a);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static ldint *
|
||||
pow2told(int n, ldint *a)
|
||||
{
|
||||
int k;
|
||||
|
||||
k = abs(n);
|
||||
if(a == nil)
|
||||
a = ldnew(k+2);
|
||||
else
|
||||
ldbits(a, k+2);
|
||||
memset(a->b, 0, k+2);
|
||||
a->b[k] = 1;
|
||||
if(n < 0) ldneg(a);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int
|
||||
ldfmt(Fmt *f)
|
||||
{
|
||||
ldint *a;
|
||||
char *b, *p;
|
||||
int i, d, s, c;
|
||||
|
||||
a = va_arg(f->args, ldint *);
|
||||
d = (a->n + 3) / 4;
|
||||
b = calloc(1, d + 1);
|
||||
c = s = a->b[a->n - 1];
|
||||
for(i = 0; i < a->n; i++){
|
||||
c += s^ldget(a, i);
|
||||
b[d - 1 - (i >> 2)] |= (c & 1) << (i & 3);
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
for(i = 0; i < d; i++)
|
||||
b[i] = "0123456789ABCDEF"[b[i]];
|
||||
p = b;
|
||||
while(*p == '0' && p[1] != 0) p++;
|
||||
if(a->b[a->n - 1]) fmtrune(f, '-');
|
||||
fmtprint(f, "0x%s", p);
|
||||
free(b);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int
|
||||
ldmpeq(ldint *a, mpint *b)
|
||||
{
|
||||
int i, c;
|
||||
|
||||
if(b->sign > 0){
|
||||
for(i = 0; i < b->top * Dbits; i++)
|
||||
if(ldget(a, i) != (b->p[i / Dbits] >> (i & Dbits - 1) & 1))
|
||||
return 0;
|
||||
for(; i < a->n; i++)
|
||||
if(a->b[i] != 0)
|
||||
return 0;
|
||||
return 1;
|
||||
}else{
|
||||
c = 1;
|
||||
for(i = 0; i < b->top * Dbits; i++){
|
||||
c += !ldget(a, i);
|
||||
if((c & 1) != (b->p[i / Dbits] >> (i & Dbits - 1) & 1))
|
||||
return 0;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
for(; i < a->n; i++)
|
||||
if(a->b[i] != 1)
|
||||
return 0;
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static mpint *
|
||||
mptarget(void)
|
||||
{
|
||||
mpint *r;
|
||||
int i, n;
|
||||
|
||||
r = mpnew(0);
|
||||
n = nrand(16);
|
||||
mpbits(r, n * Dbits);
|
||||
r->top = n;
|
||||
prng((void *) r->p, n * Dbytes);
|
||||
r->sign = 1 - 2 * (rand() & 1);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldadd(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
int r, i, x, c;
|
||||
|
||||
r = max(a->n, b->n) + 1;
|
||||
ldbits(q, r);
|
||||
c = 0;
|
||||
for(i = 0; i < r; i++){
|
||||
c += ldget(a, i) + ldget(b, i);
|
||||
q->b[i] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
ldnorm(q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldsub(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
int r, i, x, c;
|
||||
|
||||
r = max(a->n, b->n) + 1;
|
||||
ldbits(q, r);
|
||||
c = 1;
|
||||
for(i = 0; i < r; i++){
|
||||
c += ldget(a, i) + (1^ldget(b, i));
|
||||
q->b[i] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
ldnorm(q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldmul(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
int c1, c2, co, s1, s2, so, i, j;
|
||||
|
||||
c1 = s1 = a->b[a->n - 1] & 1;
|
||||
s2 = b->b[b->n - 1] & 1;
|
||||
so = s1 ^ s2;
|
||||
ldbits(q, a->n + b->n + 1);
|
||||
memset(q->b, 0, a->n + b->n + 1);
|
||||
for(i = 0; i < a->n; i++){
|
||||
c1 += s1 ^ a->b[i] & 1;
|
||||
if((c1 & 1) != 0){
|
||||
c2 = s2;
|
||||
for(j = 0; j < b->n; j++){
|
||||
c2 += (s2 ^ b->b[j] & 1) + q->b[i + j];
|
||||
q->b[i + j] = c2 & 1;
|
||||
c2 >>= 1;
|
||||
}
|
||||
for(; c2 > 0; j++){
|
||||
assert(i + j < q->n);
|
||||
q->b[i + j] = c2 & 1;
|
||||
c2 >>= 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
c1 >>= 1;
|
||||
}
|
||||
co = so;
|
||||
for(i = 0; i < q->n; i++){
|
||||
co += so ^ q->b[i];
|
||||
q->b[i] = co & 1;
|
||||
co >>= 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
lddiv(ldint *a, ldint *b, ldint *q, ldint *r)
|
||||
{
|
||||
int n, i, j, c, s, k;
|
||||
|
||||
n = max(a->n, b->n) + 1;
|
||||
ldbits(q, n);
|
||||
ldbits(r, n);
|
||||
memset(r->b, 0, n);
|
||||
c = s = a->b[a->n-1];
|
||||
for(i = 0; i < n; i++){
|
||||
c += s ^ ldget(a, i);
|
||||
q->b[i] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
for(i = 0; i < n; i++){
|
||||
for(j = n-1; --j >= 0; )
|
||||
r->b[j + 1] = r->b[j];
|
||||
r->b[0] = q->b[n - 1];
|
||||
for(j = n-1; --j >= 0; )
|
||||
q->b[j + 1] = q->b[j];
|
||||
q->b[0] = !r->b[n - 1];
|
||||
c = s = r->b[n - 1] == b->b[b->n - 1];
|
||||
for(j = 0; j < n; j++){
|
||||
c += r->b[j] + (s ^ ldget(b, j));
|
||||
r->b[j] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
for(j = n-1; --j >= 0; )
|
||||
q->b[j + 1] = q->b[j];
|
||||
q->b[0] = 1;
|
||||
if(r->b[r->n - 1]){
|
||||
c = 0;
|
||||
for(j = 0; j < n; j++){
|
||||
c += 1 + q->b[j];
|
||||
q->b[j] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
c = s = b->b[b->n - 1];
|
||||
for(j = 0; j < n; j++){
|
||||
c += r->b[j] + (s ^ ldget(b, j));
|
||||
r->b[j] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
c = s = a->b[a->n-1] ^ b->b[b->n-1];
|
||||
for(j = 0; j < n; j++){
|
||||
c += s ^ q->b[j];
|
||||
q->b[j] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
c = s = a->b[a->n-1];
|
||||
for(j = 0; j < n; j++){
|
||||
c += s ^ r->b[j];
|
||||
r->b[j] = c & 1;
|
||||
c >>= 1;
|
||||
}
|
||||
ldnorm(q);
|
||||
ldnorm(r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
lddivq(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
ldint *r;
|
||||
|
||||
if(ldmpeq(b, mpzero)){
|
||||
memset(q->b, 0, q->n);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
r = ldnew(0);
|
||||
lddiv(a, b, q, r);
|
||||
ldfree(r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
mpdivq(mpint *a, mpint *b, mpint *q)
|
||||
{
|
||||
if(mpcmp(b, mpzero) == 0){
|
||||
mpassign(mpzero, q);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
mpdiv(a, b, q, nil);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
lddivr(ldint *a, ldint *b, ldint *r)
|
||||
{
|
||||
ldint *q;
|
||||
|
||||
if(ldmpeq(b, mpzero)){
|
||||
memset(r->b, 0, r->n);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
q = ldnew(0);
|
||||
lddiv(a, b, q, r);
|
||||
ldfree(q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
mpdivr(mpint *a, mpint *b, mpint *r)
|
||||
{
|
||||
if(mpcmp(b, mpzero) == 0){
|
||||
mpassign(mpzero, r);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
mpdiv(a, b, nil, r);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldand(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
int r, i, x, c;
|
||||
|
||||
r = max(a->n, b->n);
|
||||
ldbits(q, r);
|
||||
for(i = 0; i < r; i++)
|
||||
q->b[i] = ldget(a, i) & ldget(b, i);
|
||||
ldnorm(q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldbic(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
int r, i, x, c;
|
||||
|
||||
r = max(a->n, b->n);
|
||||
ldbits(q, r);
|
||||
for(i = 0; i < r; i++)
|
||||
q->b[i] = ldget(a, i) & ~ldget(b, i);
|
||||
ldnorm(q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldor(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
int r, i, x, c;
|
||||
|
||||
r = max(a->n, b->n);
|
||||
ldbits(q, r);
|
||||
for(i = 0; i < r; i++)
|
||||
q->b[i] = ldget(a, i) | ldget(b, i);
|
||||
ldnorm(q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
ldxor(ldint *a, ldint *b, ldint *q)
|
||||
{
|
||||
int r, i, x, c;
|
||||
|
||||
r = max(a->n, b->n);
|
||||
ldbits(q, r);
|
||||
for(i = 0; i < r; i++)
|
||||
q->b[i] = ldget(a, i) ^ ldget(b, i);
|
||||
ldnorm(q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
typedef struct Test2 Test2;
|
||||
struct Test2 {
|
||||
char *name;
|
||||
void (*dut)(mpint *, mpint *, mpint *);
|
||||
void (*ref)(ldint *, ldint *, ldint *);
|
||||
};
|
||||
|
||||
int
|
||||
validate(char *name, ldint *ex, mpint *res, char *str)
|
||||
{
|
||||
int rv;
|
||||
|
||||
rv = 1;
|
||||
if(res->top == 0 && res->sign < 0){
|
||||
fprint(2, "FAIL: %s: %s: got -0, shouldn't happen\n", name, str);
|
||||
rv =0;
|
||||
}else if(!ldmpeq(ex, res)){
|
||||
fprint(2, "FAIL: %s: %s: got %#B, expected %L\n", name, str, res, ex);
|
||||
rv = 0;
|
||||
}
|
||||
free(str);
|
||||
return rv;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int
|
||||
test2(Test2 *t, ldint *a, ldint *b)
|
||||
{
|
||||
ldint *c;
|
||||
mpint *ma, *mb, *rc;
|
||||
int rv;
|
||||
|
||||
c = ldnew(0);
|
||||
t->ref(a, b, c);
|
||||
ldsanity(a);
|
||||
ldsanity(b);
|
||||
ldsanity(c);
|
||||
ma = ldtomp(a, nil);
|
||||
mb = ldtomp(b, nil);
|
||||
rc = mptarget();
|
||||
t->dut(ma, mb, rc);
|
||||
rv = validate(t->name, c, rc, smprint("%L and %L", a, b));
|
||||
ldtomp(a, ma);
|
||||
ldtomp(b, mb);
|
||||
t->dut(ma, mb, mb);
|
||||
rv = validate(t->name, c, mb, smprint("%L and %L (aliased to result)", a, b));
|
||||
ldtomp(a, ma);
|
||||
ldtomp(b, mb);
|
||||
t->dut(ma, mb, ma);
|
||||
rv = validate(t->name, c, ma, smprint("%L (aliased to result) and %L", a, b));
|
||||
ldfree(c);
|
||||
mpfree(rc);
|
||||
mpfree(ma);
|
||||
mpfree(mb);
|
||||
return rv;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int
|
||||
test2x(Test2 *t, ldint *a)
|
||||
{
|
||||
ldint *c;
|
||||
mpint *ma, *rc;
|
||||
int rv;
|
||||
|
||||
c = ldnew(0);
|
||||
t->ref(a, a, c);
|
||||
ldsanity(a);
|
||||
ldsanity(c);
|
||||
ma = ldtomp(a, nil);
|
||||
rc = mptarget();
|
||||
t->dut(ma, ma, rc);
|
||||
rv = validate(t->name, c, rc, smprint("%L and %L (aliased to each other)", a, a));
|
||||
ldtomp(a, ma);
|
||||
t->dut(ma, ma, ma);
|
||||
rv = validate(t->name, c, ma, smprint("%L and %L (both aliased to result)", a, a));
|
||||
ldfree(c);
|
||||
mpfree(rc);
|
||||
mpfree(ma);
|
||||
return rv;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
run2(Test2 *t)
|
||||
{
|
||||
int i, j, ok;
|
||||
ldint *a, *b, *c;
|
||||
|
||||
a = ldnew(32);
|
||||
b = ldnew(32);
|
||||
c = ldnew(32);
|
||||
ok = 1;
|
||||
for(i = -128; i <= 128; i++)
|
||||
for(j = -128; j <= 128; j++){
|
||||
itold(i, a);
|
||||
itold(j, b);
|
||||
ok &= test2(t, a, b);
|
||||
pow2told(i, a);
|
||||
itold(j, b);
|
||||
ok &= test2(t, a, b);
|
||||
ok &= test2(t, b, a);
|
||||
pow2told(i, a);
|
||||
pow2told(j, b);
|
||||
ok &= test2(t, a, b);
|
||||
}
|
||||
for(i = 1; i <= 4; i++)
|
||||
for(j = 1; j <= 4; j++){
|
||||
ldrand(i * Dbits, a);
|
||||
ldrand(j * Dbits, b);
|
||||
ok &= test2(t, a, b);
|
||||
}
|
||||
for(i = -128; i <= 128; i++){
|
||||
itold(i, a);
|
||||
ok &= test2x(t, a);
|
||||
pow2told(i, a);
|
||||
ok &= test2x(t, a);
|
||||
}
|
||||
ldfree(a);
|
||||
ldfree(b);
|
||||
if(ok)
|
||||
fprint(2, "%s: passed\n", t->name);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Test2 tests2[] = {
|
||||
"mpdiv(q)", mpdivq, lddivq,
|
||||
"mpdiv(r)", mpdivr, lddivr,
|
||||
"mpmul", mpmul, ldmul,
|
||||
"mpadd", mpadd, ldadd,
|
||||
"mpsub", mpsub, ldsub,
|
||||
"mpand", mpand, ldand,
|
||||
"mpor", mpor, ldor,
|
||||
"mpbic", mpbic, ldbic,
|
||||
"mpxor", mpxor, ldxor,
|
||||
};
|
||||
|
||||
void
|
||||
all2(void)
|
||||
{
|
||||
Test2 *t;
|
||||
|
||||
for(t = tests2; t < tests2 + nelem(tests2); t++)
|
||||
run2(t);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
main()
|
||||
{
|
||||
fmtinstall('B', mpfmt);
|
||||
fmtinstall('L', ldfmt);
|
||||
all2();
|
||||
}
|
||||
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