Branch data Line data Source code
1 : : // Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
2 : : // Copyright (c) 2009-present The Bitcoin Core developers
3 : : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
4 : : // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
5 : :
6 : : #include <arith_uint256.h>
7 : :
8 : : #include <crypto/common.h>
9 : : #include <uint256.h>
10 : : #include <util/overflow.h>
11 : :
12 : : #include <cassert>
13 : :
14 : : template <unsigned int BITS>
15 : 379964 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator<<=(unsigned int shift)
16 : : {
17 : 379964 : base_uint<BITS> a(*this);
18 [ + + ]: 3419676 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
19 : 3039712 : pn[i] = 0;
20 : 379964 : int k = shift / 32;
21 : 379964 : shift = shift % 32;
22 [ + + ]: 3419676 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
23 [ + + + + ]: 3039712 : if (i + k + 1 < WIDTH && shift != 0)
24 : 808851 : pn[i + k + 1] |= (a.pn[i] >> (32 - shift));
25 [ + + ]: 3039712 : if (i + k < WIDTH)
26 : 1340642 : pn[i + k] |= (a.pn[i] << shift);
27 : : }
28 : 379964 : return *this;
29 : : }
30 : :
31 : : template <unsigned int BITS>
32 : 296928 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator>>=(unsigned int shift)
33 : : {
34 : 296928 : base_uint<BITS> a(*this);
35 [ + + ]: 2672352 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
36 : 2375424 : pn[i] = 0;
37 : 296928 : int k = shift / 32;
38 : 296928 : shift = shift % 32;
39 [ + + ]: 2672352 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
40 [ + + + + ]: 2375424 : if (i - k - 1 >= 0 && shift != 0)
41 : 1824558 : pn[i - k - 1] |= (a.pn[i] << (32 - shift));
42 [ + + ]: 2375424 : if (i - k >= 0)
43 : 2122247 : pn[i - k] |= (a.pn[i] >> shift);
44 : : }
45 : 296928 : return *this;
46 : : }
47 : :
48 : : template <unsigned int BITS>
49 : 112 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator*=(uint32_t b32)
50 : : {
51 : 112 : uint64_t carry = 0;
52 [ + + ]: 1008 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
53 : 896 : uint64_t n = carry + (uint64_t)b32 * pn[i];
54 : 896 : pn[i] = n & 0xffffffff;
55 : 896 : carry = n >> 32;
56 : : }
57 : 112 : return *this;
58 : : }
59 : :
60 : : template <unsigned int BITS>
61 : 1013 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator*=(const base_uint& b)
62 : : {
63 : 1013 : base_uint<BITS> a;
64 [ + + ]: 9117 : for (int j = 0; j < WIDTH; j++) {
65 : : uint64_t carry = 0;
66 [ + + ]: 44572 : for (int i = 0; i + j < WIDTH; i++) {
67 : 36468 : uint64_t n = carry + a.pn[i + j] + (uint64_t)pn[j] * b.pn[i];
68 : 36468 : a.pn[i + j] = n & 0xffffffff;
69 : 36468 : carry = n >> 32;
70 : : }
71 : : }
72 : 1013 : *this = a;
73 : 1013 : return *this;
74 : : }
75 : :
76 : : template <unsigned int BITS>
77 : 113105 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator/=(const base_uint& b)
78 : : {
79 : 113105 : base_uint<BITS> div = b; // make a copy, so we can shift.
80 : 113105 : base_uint<BITS> num = *this; // make a copy, so we can subtract.
81 : 113105 : *this = 0; // the quotient.
82 : 113105 : int num_bits = num.bits();
83 : 113105 : int div_bits = div.bits();
84 [ + + ]: 113105 : if (div_bits == 0)
85 [ + - ]: 4 : throw uint_error("Division by zero");
86 [ + + ]: 113103 : if (div_bits > num_bits) // the result is certainly 0.
87 : : return *this;
88 : 113101 : int shift = num_bits - div_bits;
89 : 113101 : div <<= shift; // shift so that div and num align.
90 [ + + ]: 369995 : while (shift >= 0) {
91 [ + + ]: 256894 : if (num >= div) {
92 : 122933 : num -= div;
93 : 122933 : pn[shift / 32] |= (1U << (shift & 31)); // set a bit of the result.
94 : : }
95 : 256894 : div >>= 1; // shift back.
96 : 256894 : shift--;
97 : : }
98 : : // num now contains the remainder of the division.
99 : : return *this;
100 : : }
101 : :
102 : : template <unsigned int BITS>
103 : 37759006 : int base_uint<BITS>::CompareTo(const base_uint<BITS>& b) const
104 : : {
105 [ + + ]: 299249306 : for (int i = WIDTH - 1; i >= 0; i--) {
106 [ + + ]: 298907834 : if (pn[i] < b.pn[i])
107 : : return -1;
108 [ + + ]: 272409471 : if (pn[i] > b.pn[i])
109 : : return 1;
110 : : }
111 : : return 0;
112 : : }
113 : :
114 : : template <unsigned int BITS>
115 : 211685 : bool base_uint<BITS>::EqualTo(uint64_t b) const
116 : : {
117 [ + + ]: 213254 : for (int i = WIDTH - 1; i >= 2; i--) {
118 [ + + ]: 213177 : if (pn[i])
119 : : return false;
120 : : }
121 [ + + ]: 77 : if (pn[1] != (b >> 32))
122 : : return false;
123 [ + + ]: 45 : if (pn[0] != (b & 0xfffffffful))
124 : 32 : return false;
125 : : return true;
126 : : }
127 : :
128 : : template <unsigned int BITS>
129 : 9547 : double base_uint<BITS>::getdouble() const
130 : : {
131 : 9547 : double ret = 0.0;
132 : 9547 : double fact = 1.0;
133 [ + + ]: 85923 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
134 : 76376 : ret += fact * pn[i];
135 : 76376 : fact *= 4294967296.0;
136 : : }
137 : 9547 : return ret;
138 : : }
139 : :
140 : : template <unsigned int BITS>
141 : 254 : std::string base_uint<BITS>::GetHex() const
142 : : {
143 : 254 : base_blob<BITS> b;
144 [ + + ]: 2286 : for (int x = 0; x < this->WIDTH; ++x) {
145 : 2032 : WriteLE32(b.begin() + x*4, this->pn[x]);
146 : : }
147 : 254 : return b.GetHex();
148 : : }
149 : :
150 : : template <unsigned int BITS>
151 : 28 : std::string base_uint<BITS>::ToString() const
152 : : {
153 : 28 : return GetHex();
154 : : }
155 : :
156 : : template <unsigned int BITS>
157 : 259726 : unsigned int base_uint<BITS>::bits() const
158 : : {
159 [ + + ]: 281693 : for (int pos = WIDTH - 1; pos >= 0; pos--) {
160 [ + + ]: 281677 : if (pn[pos]) {
161 [ + + ]: 455790 : for (int nbits = 31; nbits > 0; nbits--) {
162 [ + + ]: 455787 : if (pn[pos] & 1U << nbits)
163 : 259707 : return 32 * pos + nbits + 1;
164 : : }
165 : 3 : return 32 * pos + 1;
166 : : }
167 : : }
168 : : return 0;
169 : : }
170 : :
171 : : // Explicit instantiations for base_uint<256>
172 : : template class base_uint<256>;
173 : :
174 : : // This implementation directly uses shifts instead of going
175 : : // through an intermediate MPI representation.
176 : 211474 : arith_uint256& arith_uint256::SetCompact(uint32_t nCompact, bool* pfNegative, bool* pfOverflow)
177 : : {
178 : 211474 : int nSize = nCompact >> 24;
179 : 211474 : uint32_t nWord = nCompact & 0x007fffff;
180 [ + + ]: 211474 : if (nSize <= 3) {
181 : 17 : nWord >>= 8 * (3 - nSize);
182 : 34 : *this = nWord;
183 : : } else {
184 : 211457 : *this = nWord;
185 : 211457 : *this <<= 8 * (nSize - 3);
186 : : }
187 [ + + ]: 211474 : if (pfNegative)
188 [ + + + + ]: 422881 : *pfNegative = nWord != 0 && (nCompact & 0x00800000) != 0;
189 [ + + ]: 211474 : if (pfOverflow)
190 [ + + + + ]: 422882 : *pfOverflow = nWord != 0 && ((nSize > 34) ||
191 [ + - ]: 211425 : (nWord > 0xff && nSize > 33) ||
192 [ + - ]: 211425 : (nWord > 0xffff && nSize > 32));
193 : 211474 : return *this;
194 : : }
195 : :
196 : 32516 : uint32_t arith_uint256::GetCompact(bool fNegative) const
197 : : {
198 [ + + ]: 32516 : int nSize = CeilDiv(bits(), 8u);
199 : 32516 : uint32_t nCompact = 0;
200 [ + + ]: 32516 : if (nSize <= 3) {
201 : 17 : nCompact = GetLow64() << 8 * (3 - nSize);
202 : : } else {
203 : 32499 : arith_uint256 bn = *this >> 8 * (nSize - 3);
204 : 32499 : nCompact = bn.GetLow64();
205 : : }
206 : : // The 0x00800000 bit denotes the sign.
207 : : // Thus, if it is already set, divide the mantissa by 256 and increase the exponent.
208 [ + + ]: 32516 : if (nCompact & 0x00800000) {
209 : 404 : nCompact >>= 8;
210 : 404 : nSize++;
211 : : }
212 [ - + ]: 32516 : assert((nCompact & ~0x007fffffU) == 0);
213 [ - + ]: 32516 : assert(nSize < 256);
214 : 32516 : nCompact |= nSize << 24;
215 [ + + - + ]: 32516 : nCompact |= (fNegative && (nCompact & 0x007fffff) ? 0x00800000 : 0);
216 : 32516 : return nCompact;
217 : : }
218 : :
219 : 250629 : uint256 ArithToUint256(const arith_uint256 &a)
220 : : {
221 : 250629 : uint256 b;
222 [ + + ]: 2255661 : for(int x=0; x<a.WIDTH; ++x)
223 : 2005032 : WriteLE32(b.begin() + x*4, a.pn[x]);
224 : 250629 : return b;
225 : : }
226 : 387615 : arith_uint256 UintToArith256(const uint256 &a)
227 : : {
228 : 387615 : arith_uint256 b;
229 [ + + ]: 3488535 : for(int x=0; x<b.WIDTH; ++x)
230 : 3100920 : b.pn[x] = ReadLE32(a.begin() + x*4);
231 : 387615 : return b;
232 : : }
233 : :
234 : : // Explicit instantiations for base_uint<6144> (used in test/fuzz/muhash.cpp).
235 : : template base_uint<6144>& base_uint<6144>::operator*=(const base_uint<6144>& b);
236 : : template base_uint<6144>& base_uint<6144>::operator/=(const base_uint<6144>& b);
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