The pixie no longer needs to be setuid-root.
[u/mdw/catacomb] / mptext.c
index a55f1c0..8c00e34 100644 (file)
--- a/mptext.c
+++ b/mptext.c
@@ -1,13 +1,13 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: mptext.c,v 1.8 2000/12/06 20:32:42 mdw Exp $
+ * $Id$
  *
  * Textual representation of multiprecision numbers
  *
  * (c) 1999 Straylight/Edgeware
  */
 
-/*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  *
  * This file is part of Catacomb.
  *
  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  * License, or (at your option) any later version.
- * 
+ *
  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  * GNU Library General Public License for more details.
- * 
+ *
  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  * MA 02111-1307, USA.
  */
 
-/*----- Revision history --------------------------------------------------* 
- *
- * $Log: mptext.c,v $
- * Revision 1.8  2000/12/06 20:32:42  mdw
- * Reduce binary bytes (to allow marker bits to be ignored).  Fix error
- * message string a bit.  Allow leading `+' signs.
- *
- * Revision 1.7  2000/07/15 10:01:08  mdw
- * Bug fix in binary input.
- *
- * Revision 1.6  2000/06/25 12:58:23  mdw
- * Fix the derivation of `depth' commentary.
- *
- * Revision 1.5  2000/06/17 11:46:19  mdw
- * New and much faster stack-based algorithm for reading integers.  Support
- * reading and writing binary integers in bases between 2 and 256.
- *
- * Revision 1.4  1999/12/22 15:56:56  mdw
- * Use clever recursive algorithm for writing numbers out.
- *
- * Revision 1.3  1999/12/10 23:23:26  mdw
- * Allocate slightly less memory.
- *
- * Revision 1.2  1999/11/20 22:24:15  mdw
- * Use function versions of MPX_UMULN and MPX_UADDN.
- *
- * Revision 1.1  1999/11/17 18:02:16  mdw
- * New multiprecision integer arithmetic suite.
- *
- */
-
 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
 
 #include <ctype.h>
@@ -72,9 +41,9 @@
 
 /* --- Maximum recursion depth --- *
  *
- * This is the number of bits in a @size_t@ object.  Why? 
+ * This is the number of bits in a @size_t@ object.  Why?
  *
- * To see this, let %$b = \mathit{MPW\_MAX} + 1$% and let %$Z$% be the
+ * To see this, let %$b = \textit{MPW\_MAX} + 1$% and let %$Z$% be the
  * largest @size_t@ value.  Then the largest possible @mp@ is %$M - 1$% where
  * %$M = b^Z$%.  Let %$r$% be a radix to read or write.  Since the recursion
  * squares the radix at each step, the highest number reached by the
@@ -147,15 +116,14 @@ mp *mp_read(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
 
   /* --- Flags --- */
 
-  enum {
-    f_neg = 1u,
-    f_ok = 2u
-  };
+#define f_neg 1u
+#define f_ok 2u
+#define f_start 4u
 
   /* --- Initialize the stacks --- */
 
   mp_build(&rr, &rd, &rd + 1);
-  pow[0] = &rr;  
+  pow[0] = &rr;
   pows = 1;
 
   sp = 0;
@@ -168,8 +136,10 @@ mp *mp_read(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
   /* --- Read an initial character --- */
 
   ch = ops->get(p);
-  while (isspace(ch))
-    ch = ops->get(p);
+  if (radix >= 0) {
+    while (isspace(ch))
+      ch = ops->get(p);
+  }
 
   /* --- Handle an initial sign --- */
 
@@ -182,39 +152,162 @@ mp *mp_read(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
   /* --- If the radix is zero, look for leading zeros --- */
 
   if (radix > 0) {
-    assert(((void)"ascii radix must be <= 36", radix <= 36));
+    assert(((void)"ascii radix must be <= 62", radix <= 62));
     rd = radix;
     r = -1;
   } else if (radix < 0) {
     rd = -radix;
-    assert(((void)"binary radix must fit in a byte", rd < UCHAR_MAX));
+    assert(((void)"binary radix must fit in a byte", rd <= UCHAR_MAX));
     r = -1;
   } else if (ch != '0') {
     rd = 10;
     r = 0;
   } else {
     ch = ops->get(p);
-    if (ch == 'x') {
-      ch = ops->get(p);
-      rd = 16;
-    } else {
-      rd = 8;
-      f |= f_ok;
+    switch (ch) {
+      case 'x':
+       rd = 16;
+       goto prefix;
+      case 'o':
+       rd = 8;
+       goto prefix;
+      case 'b':
+       rd = 2;
+       goto prefix;
+      prefix:
+       ch = ops->get(p);
+       break;
+      default:
+       rd = 8;
+       f |= f_ok;
     }
     r = -1;
   }
 
+  /* --- Use fast algorithm for binary radix --- *
+   *
+   * This is the restart point after having parsed a radix number from the
+   * input.  We check whether the radix is binary, and if so use a fast
+   * algorithm which just stacks the bits up in the right order.
+   */
+
+restart:
+  switch (rd) {
+    unsigned bit;
+
+    case   2: bit = 1; goto bin;
+    case   4: bit = 2; goto bin;
+    case   8: bit = 3; goto bin;
+    case  16: bit = 4; goto bin;
+    case  32: bit = 5; goto bin;
+    case  64: bit = 6; goto bin;
+    case 128: bit = 7; goto bin;
+    default:
+      break;
+
+  /* --- The fast binary algorithm --- *
+   *
+   * We stack bits up starting at the top end of a word.  When one word is
+   * full, we write it to the integer, and start another with the left-over
+   * bits.  When the array in the integer is full, we resize using low-level
+   * calls and copy the current data to the top end.  Finally, we do a single
+   * bit-shift when we know where the end of the number is.
+   */
+
+  bin: {
+    mpw a = 0;
+    unsigned b = MPW_BITS;
+    size_t len, n;
+    mpw *v;
+
+    m = mp_dest(MP_NEW, 1, nf);
+    len = n = m->sz;
+    n = len;
+    v = m->v + n;
+    for (;; ch = ops->get(p)) {
+      unsigned x;
+
+      if (ch < 0)
+       break;
+
+      /* --- Check that the character is a digit and in range --- */
+
+      if (radix < 0)
+       x = ch % rd;
+      else {
+       if (!isalnum(ch))
+         break;
+       if (ch >= '0' && ch <= '9')
+         x = ch - '0';
+       else {
+         if (rd <= 36)
+           ch = tolower(ch);
+         if (ch >= 'a' && ch <= 'z')   /* ASCII dependent! */
+           x = ch - 'a' + 10;
+         else if (ch >= 'A' && ch <= 'Z')
+           x = ch - 'A' + 36;
+         else
+           break;
+       }
+      }
+      if (x >= rd)
+       break;
+
+      /* --- Feed the digit into the accumulator --- */
+
+      f |= f_ok;
+      if (!x && !(f & f_start))
+       continue;
+      f |= f_start;
+      if (b > bit) {
+       b -= bit;
+       a |= MPW(x) << b;
+      } else {
+       a |= MPW(x) >> (bit - b);
+       b += MPW_BITS - bit;
+       *--v = MPW(a);
+       n--;
+       if (!n) {
+         n = len;
+         len <<= 1;
+         v = mpalloc(m->a, len);
+         memcpy(v + n, m->v, MPWS(n));
+         mpfree(m->a, m->v);
+         m->v = v;
+         v = m->v + n;
+       }
+       a = (b < MPW_BITS) ? MPW(x) << b : 0;
+      }
+    }
+
+    /* --- Finish up --- */
+
+    if (!(f & f_ok)) {
+      mp_drop(m);
+      m = 0;
+    } else {
+      *--v = MPW(a);
+      n--;
+      m->sz = len;
+      m->vl = m->v + len;
+      m->f &= ~MP_UNDEF;
+      m = mp_lsr(m, m, (unsigned long)n * MPW_BITS + b);
+    }
+    ops->unget(ch, p);
+    goto done;
+  }}
+
   /* --- Time to start --- */
 
   for (;; ch = ops->get(p)) {
-    int x;
+    unsigned x;
 
     if (ch < 0)
       break;
 
     /* --- An underscore indicates a numbered base --- */
 
-    if (ch == '_' && r > 0 && r <= 36) {
+    if (ch == '_' && r > 0 && r <= 62) {
       unsigned i;
 
       /* --- Clear out the stacks --- */
@@ -231,7 +324,8 @@ mp *mp_read(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
       rd = r;
       r = -1;
       f &= ~f_ok;
-      continue;
+      ch = ops->get(p);
+      goto restart;
     }
 
     /* --- Check that the character is a digit and in range --- */
@@ -244,9 +338,12 @@ mp *mp_read(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
       if (ch >= '0' && ch <= '9')
        x = ch - '0';
       else {
-       ch = tolower(ch);
+       if (rd <= 36)
+         ch = tolower(ch);
        if (ch >= 'a' && ch <= 'z')     /* ASCII dependent! */
          x = ch - 'a' + 10;
+       else if (ch >= 'A' && ch <= 'Z')
+         x = ch - 'A' + 36;
        else
          break;
       }
@@ -345,14 +442,20 @@ mp *mp_read(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
 
   /* --- Bail out if the number was bad --- */
 
-  if (!(f & f_ok))    
+done:
+  if (!(f & f_ok))
     return (0);
 
   /* --- Set the sign and return --- */
 
   if (f & f_neg)
     m->f |= MP_NEG;
+  MP_SHRINK(m);
   return (m);
+
+#undef f_start
+#undef f_neg
+#undef f_ok
 }
 
 /* --- @mp_write@ --- *
@@ -369,14 +472,14 @@ mp *mp_read(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
 
 /* --- Simple case --- *
  *
- * Use a fixed-sized buffer and the simple single-precision division
- * algorithm to pick off low-order digits.  Put each digit in a buffer,
- * working backwards from the end.  If the buffer becomes full, recurse to
- * get another one.  Ensure that there are at least @z@ digits by writing
- * leading zeroes if there aren't enough real digits.
+ * Use a fixed-sized buffer and single-precision arithmetic to pick off
+ * low-order digits.  Put each digit in a buffer, working backwards from the
+ * end.  If the buffer becomes full, recurse to get another one.  Ensure that
+ * there are at least @z@ digits by writing leading zeroes if there aren't
+ * enough real digits.
  */
 
-static int simple(mp *m, int radix, unsigned z,
+static int simple(mpw n, int radix, unsigned z,
                  const mptext_ops *ops, void *p)
 {
   int rc = 0;
@@ -388,36 +491,36 @@ static int simple(mp *m, int radix, unsigned z,
     int ch;
     mpw x;
 
-    x = mpx_udivn(m->v, m->vl, m->v, m->vl, rd);
-    MP_SHRINK(m);
+    x = n % rd;
+    n /= rd;
     if (radix < 0)
       ch = x;
-    else {
-      if (x < 10)
-       ch = '0' + x;
-      else
-       ch = 'a' + x - 10;
-    }
+    else if (x < 10)
+      ch = '0' + x;
+    else if (x < 36)                   /* Ascii specific */
+      ch = 'a' + x - 10;
+    else
+      ch = 'A' + x - 36;
     buf[--i] = ch;
     if (z)
       z--;
-  } while (i && MP_LEN(m));
+  } while (i && n);
 
-  if (MP_LEN(m))
-    rc = simple(m, radix, z, ops, p);
+  if (n)
+    rc = simple(n, radix, z, ops, p);
   else {
-    static const char zero[32] = "00000000000000000000000000000000";
-    while (!rc && z >= sizeof(zero)) {
-      rc = ops->put(zero, sizeof(zero), p);
-      z -= sizeof(zero);
+    char zbuf[32];
+    memset(zbuf, (radix < 0) ? 0 : '0', sizeof(zbuf));
+    while (!rc && z >= sizeof(zbuf)) {
+      rc = ops->put(zbuf, sizeof(zbuf), p);
+      z -= sizeof(zbuf);
     }
     if (!rc && z)
-      rc = ops->put(zero, z, p);
+      rc = ops->put(zbuf, z, p);
   }
   if (!rc)
-    ops->put(buf + i, sizeof(buf) - i, p);
-  if (m->f & MP_BURN)
-    BURN(buf);
+    rc = ops->put(buf + i, sizeof(buf) - i, p);
+  BURN(buf);
   return (rc);
 }
 
@@ -436,11 +539,12 @@ static int complicated(mp *m, int radix, mp **pr, unsigned i, unsigned z,
   mp *q = MP_NEW;
   unsigned d = 1 << i;
 
-  if (MP_LEN(m) < 8)
-    return (simple(m, radix, z, ops, p));
+  if (MP_LEN(m) < 2)
+    return (simple(MP_LEN(m) ? m->v[0] : 0, radix, z, ops, p));
 
+  assert(i);
   mp_div(&q, &m, m, pr[i]);
-  if (!MP_LEN(q))
+  if (MP_ZEROP(q))
     d = z;
   else {
     if (z > d)
@@ -455,12 +559,108 @@ static int complicated(mp *m, int radix, mp **pr, unsigned i, unsigned z,
   return (rc);
 }
 
+/* --- Binary case --- *
+ *
+ * Special case for binary output.  Goes much faster.
+ */
+
+static int binary(mp *m, int bit, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
+{
+  mpw *v;
+  mpw a;
+  int rc = 0;
+  unsigned b;
+  unsigned mask;
+  unsigned long n;
+  unsigned f = 0;
+  char buf[8], *q;
+  unsigned x;
+  int ch;
+
+#define f_out 1u
+
+  /* --- Work out where to start --- */
+
+  n = mp_bits(m);
+  if (n % bit)
+    n += bit - (n % bit);
+  b = n % MPW_BITS;
+  n /= MPW_BITS;
+
+  if (n >= MP_LEN(m)) {
+    n--;
+    b += MPW_BITS;
+  }
+
+  v = m->v + n;
+  a = *v;
+  mask = (1 << bit) - 1;
+  q = buf;
+
+  /* --- Main code --- */
+
+  for (;;) {
+    if (b > bit) {
+      b -= bit;
+      x = a >> b;
+    } else {
+      x = a << (bit - b);
+      b += MPW_BITS - bit;
+      if (v == m->v)
+       break;
+      a = *--v;
+      if (b < MPW_BITS)
+       x |= a >> b;
+    }
+    x &= mask;
+    if (!x && !(f & f_out))
+      continue;
+
+    if (radix < 0)
+      ch = x;
+    else if (x < 10)
+      ch = '0' + x;
+    else if (x < 36)
+      ch = 'a' + x - 10;               /* Ascii specific */
+    else
+      ch = 'A' + x - 36;
+    *q++ = ch;
+    if (q >= buf + sizeof(buf)) {
+      if ((rc = ops->put(buf, sizeof(buf), p)) != 0)
+       goto done;
+      q = buf;
+    }
+    f |= f_out;
+  }
+
+  x &= mask;
+  if (radix < 0)
+    ch = x;
+  else if (x < 10)
+    ch = '0' + x;
+  else if (x < 36)
+    ch = 'a' + x - 10;                 /* Ascii specific */
+  else
+    ch = 'A' + x - 36;
+  *q++ = ch;
+  rc = ops->put(buf, q - buf, p);
+
+done:
+  mp_drop(m);
+  return (rc);
+
+#undef f_out
+}
+
 /* --- Main driver code --- */
 
 int mp_write(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
 {
   int rc;
 
+  if (MP_EQ(m, MP_ZERO))
+    return (ops->put(radix > 0 ? "0" : "\0", 1, p));
+
   /* --- Set various things up --- */
 
   m = MP_COPY(m);
@@ -469,24 +669,37 @@ int mp_write(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
   /* --- Check the radix for sensibleness --- */
 
   if (radix > 0)
-    assert(((void)"ascii radix must be <= 36", radix <= 36));
+    assert(((void)"ascii radix must be <= 62", radix <= 62));
   else if (radix < 0)
-    assert(((void)"binary radix must fit in a byte", -radix < UCHAR_MAX));
+    assert(((void)"binary radix must fit in a byte", -radix <= UCHAR_MAX));
   else
     assert(((void)"radix can't be zero in mp_write", 0));
 
   /* --- If the number is negative, sort that out --- */
 
-  if (m->f & MP_NEG) {
+  if (MP_NEGP(m)) {
+    assert(radix > 0);
     if (ops->put("-", 1, p))
       return (EOF);
     m->f &= ~MP_NEG;
   }
 
+  /* --- Handle binary radix --- */
+
+  switch (radix) {
+    case   2: case   -2: return (binary(m, 1, radix, ops, p));
+    case   4: case   -4: return (binary(m, 2, radix, ops, p));
+    case   8: case   -8: return (binary(m, 3, radix, ops, p));
+    case  16: case  -16: return (binary(m, 4, radix, ops, p));
+    case  32: case  -32: return (binary(m, 5, radix, ops, p));
+             case  -64: return (binary(m, 6, radix, ops, p));
+             case -128: return (binary(m, 7, radix, ops, p));
+  }
+
   /* --- If the number is small, do it the easy way --- */
 
-  if (MP_LEN(m) < 8)
-    rc = simple(m, radix, 0, ops, p);
+  if (MP_LEN(m) < 2)
+    rc = simple(MP_LEN(m) ? m->v[0] : 0, radix, 0, ops, p);
 
   /* --- Use a clever algorithm --- *
    *
@@ -499,7 +712,7 @@ int mp_write(mp *m, int radix, const mptext_ops *ops, void *p)
 
   else {
     mp *pr[DEPTH];
-    size_t target = MP_LEN(m) / 2;
+    size_t target = (MP_LEN(m) + 1) / 2;
     unsigned i = 0;
     mp *z = mp_new(1, 0);
 
@@ -542,11 +755,12 @@ static int verify(dstr *v)
   int ok = 1;
   int ib = *(int *)v[0].buf, ob = *(int *)v[2].buf;
   dstr d = DSTR_INIT;
-  mp *m = mp_readdstr(MP_NEW, &v[1], 0, ib);
+  size_t off = 0;
+  mp *m = mp_readdstr(MP_NEW, &v[1], &off, ib);
   if (m) {
     if (!ob) {
       fprintf(stderr, "*** unexpected successful parse\n"
-                     "*** input [%i] = ", ib);
+                     "*** input [%2i] =     ", ib);
       if (ib < 0)
        type_hex.dump(&v[1], stderr);
       else
@@ -558,17 +772,17 @@ static int verify(dstr *v)
       mp_writedstr(m, &d, ob);
       if (d.len != v[3].len || memcmp(d.buf, v[3].buf, d.len) != 0) {
        fprintf(stderr, "*** failed read or write\n"
-                       "*** input [%i]    = ", ib);
+                       "*** input [%2i]      = ", ib);
        if (ib < 0)
          type_hex.dump(&v[1], stderr);
        else
          fputs(v[1].buf, stderr);
-       fprintf(stderr, "\n*** output [%i]   = ", ob);
+       fprintf(stderr, "\n*** output [%2i]     = ", ob);
        if (ob < 0)
          type_hex.dump(&d, stderr);
        else
          fputs(d.buf, stderr);
-       fprintf(stderr, "\n*** expected [%i]   = ", ob);
+       fprintf(stderr, "\n*** expected [%2i]   = ", ob);
        if (ob < 0)
          type_hex.dump(&v[3], stderr);
        else
@@ -581,12 +795,12 @@ static int verify(dstr *v)
   } else {
     if (ob) {
       fprintf(stderr, "*** unexpected parse failure\n"
-                     "*** input [%i]    = ", ib);
+                     "*** input [%2i]    = ", ib);
       if (ib < 0)
        type_hex.dump(&v[1], stderr);
       else
        fputs(v[1].buf, stderr);
-      fprintf(stderr, "\n*** expected [%i]   = ", ob);
+      fprintf(stderr, "\n*** expected [%2i]   = ", ob);
       if (ob < 0)
        type_hex.dump(&v[3], stderr);
       else
@@ -596,6 +810,20 @@ static int verify(dstr *v)
     }
   }
 
+  if (v[1].len - off != v[4].len ||
+      memcmp(v[1].buf + off, v[4].buf, v[4].len) != 0) {
+    fprintf(stderr, "*** leftovers incorrect\n"
+                   "*** input [%2i]    = ", ib);
+    if (ib < 0)
+      type_hex.dump(&v[1], stderr);
+    else
+      fputs(v[1].buf, stderr);
+    fprintf(stderr, "\n*** expected `%s'\n"
+                   "*** found `%s'\n",
+           v[4].buf, v[1].buf + off);
+    ok = 0;
+  }
+
   dstr_destroy(&d);
   assert(mparena_count(MPARENA_GLOBAL) == 0);
   return (ok);
@@ -603,11 +831,11 @@ static int verify(dstr *v)
 
 static test_chunk tests[] = {
   { "mptext-ascii", verify,
-    { &type_int, &type_string, &type_int, &type_string, 0 } },
+    { &type_int, &type_string, &type_int, &type_string, &type_string, 0 } },
   { "mptext-bin-in", verify,
-    { &type_int, &type_hex, &type_int, &type_string, 0 } },
+    { &type_int, &type_hex, &type_int, &type_string, &type_string, 0 } },
   { "mptext-bin-out", verify,
-    { &type_int, &type_string, &type_int, &type_hex, 0 } },
+    { &type_int, &type_string, &type_int, &type_hex, &type_string, 0 } },
   { 0, 0, { 0 } }
 };