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1 : : // Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
2 : : // Copyright (c) 2009-2022 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 <uint256.h>
9 : : #include <crypto/common.h>
10 : :
11 : : #include <cassert>
12 : :
13 : : template <unsigned int BITS>
14 : 2195932 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator<<=(unsigned int shift)
15 : : {
16 : 19763388 : base_uint<BITS> a(*this);
17 [ + + ]: 19763388 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
18 : 17567456 : pn[i] = 0;
19 : 2195932 : int k = shift / 32;
20 : 2195932 : shift = shift % 32;
21 [ + + ]: 19763388 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
22 [ + + + + ]: 17567456 : if (i + k + 1 < WIDTH && shift != 0)
23 : 4489879 : pn[i + k + 1] |= (a.pn[i] >> (32 - shift));
24 [ + + ]: 17567456 : if (i + k < WIDTH)
25 : 6847514 : pn[i + k] |= (a.pn[i] << shift);
26 : : }
27 : 2195932 : return *this;
28 : : }
29 : :
30 : : template <unsigned int BITS>
31 : 1648544 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator>>=(unsigned int shift)
32 : : {
33 : 14836896 : base_uint<BITS> a(*this);
34 [ + + ]: 14836896 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
35 : 13188352 : pn[i] = 0;
36 : 1648544 : int k = shift / 32;
37 : 1648544 : shift = shift % 32;
38 [ + + ]: 14836896 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
39 [ + + + + ]: 13188352 : if (i - k - 1 >= 0 && shift != 0)
40 : 9610486 : pn[i - k - 1] |= (a.pn[i] << (32 - shift));
41 [ + + ]: 13188352 : if (i - k >= 0)
42 : 11259791 : pn[i - k] |= (a.pn[i] >> shift);
43 : : }
44 : 1648544 : return *this;
45 : : }
46 : :
47 : : template <unsigned int BITS>
48 : 13196 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator*=(uint32_t b32)
49 : : {
50 : 13196 : uint64_t carry = 0;
51 [ + + ]: 118764 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
52 : 105568 : uint64_t n = carry + (uint64_t)b32 * pn[i];
53 : 105568 : pn[i] = n & 0xffffffff;
54 : 105568 : carry = n >> 32;
55 : : }
56 : 13196 : return *this;
57 : : }
58 : :
59 : : template <unsigned int BITS>
60 : 79539 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator*=(const base_uint& b)
61 : : {
62 : 715851 : base_uint<BITS> a;
63 [ + + ]: 715851 : for (int j = 0; j < WIDTH; j++) {
64 : : uint64_t carry = 0;
65 [ + + ]: 3499716 : for (int i = 0; i + j < WIDTH; i++) {
66 : 2863404 : uint64_t n = carry + a.pn[i + j] + (uint64_t)pn[j] * b.pn[i];
67 : 2863404 : a.pn[i + j] = n & 0xffffffff;
68 : 2863404 : carry = n >> 32;
69 : : }
70 : : }
71 : 79539 : *this = a;
72 : 79539 : return *this;
73 : : }
74 : :
75 : : template <unsigned int BITS>
76 : 639954 : base_uint<BITS>& base_uint<BITS>::operator/=(const base_uint& b)
77 : : {
78 : 639954 : base_uint<BITS> div = b; // make a copy, so we can shift.
79 : 639954 : base_uint<BITS> num = *this; // make a copy, so we can subtract.
80 : 639954 : *this = 0; // the quotient.
81 : 639954 : int num_bits = num.bits();
82 : 639954 : int div_bits = div.bits();
83 [ + + ]: 639954 : if (div_bits == 0)
84 [ + - ]: 4 : throw uint_error("Division by zero");
85 [ + + ]: 639952 : if (div_bits > num_bits) // the result is certainly 0.
86 : : return *this;
87 : 639951 : int shift = num_bits - div_bits;
88 : 639951 : div <<= shift; // shift so that div and num align.
89 [ + + ]: 2009074 : while (shift >= 0) {
90 [ + + ]: 1369123 : if (num >= div) {
91 : 654466 : num -= div;
92 : 654466 : pn[shift / 32] |= (1U << (shift & 31)); // set a bit of the result.
93 : : }
94 : 1369123 : div >>= 1; // shift back.
95 : 1369123 : shift--;
96 : : }
97 : : // num now contains the remainder of the division.
98 : : return *this;
99 : : }
100 : :
101 : : template <unsigned int BITS>
102 : 1691704436 : int base_uint<BITS>::CompareTo(const base_uint<BITS>& b) const
103 : : {
104 [ + + ]: 13526164980 : for (int i = WIDTH - 1; i >= 0; i--) {
105 [ + + ]: 13511588227 : if (pn[i] < b.pn[i])
106 : : return -1;
107 [ + + ]: 12423439424 : if (pn[i] > b.pn[i])
108 : : return 1;
109 : : }
110 : : return 0;
111 : : }
112 : :
113 : : template <unsigned int BITS>
114 : 1498793 : bool base_uint<BITS>::EqualTo(uint64_t b) const
115 : : {
116 [ + + ]: 1503805 : for (int i = WIDTH - 1; i >= 2; i--) {
117 [ + + ]: 1503699 : if (pn[i])
118 : : return false;
119 : : }
120 [ + + ]: 106 : if (pn[1] != (b >> 32))
121 : : return false;
122 [ + + ]: 74 : if (pn[0] != (b & 0xfffffffful))
123 : 32 : return false;
124 : : return true;
125 : : }
126 : :
127 : : template <unsigned int BITS>
128 : 147397 : double base_uint<BITS>::getdouble() const
129 : : {
130 : 147397 : double ret = 0.0;
131 : 147397 : double fact = 1.0;
132 [ + + ]: 1326573 : for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
133 : 1179176 : ret += fact * pn[i];
134 : 1179176 : fact *= 4294967296.0;
135 : : }
136 : 147397 : return ret;
137 : : }
138 : :
139 : : template <unsigned int BITS>
140 : 27111 : std::string base_uint<BITS>::GetHex() const
141 : : {
142 : 27111 : base_blob<BITS> b;
143 [ + + ]: 243999 : for (int x = 0; x < this->WIDTH; ++x) {
144 : 216888 : WriteLE32(b.begin() + x*4, this->pn[x]);
145 : : }
146 : 27111 : return b.GetHex();
147 : : }
148 : :
149 : : template <unsigned int BITS>
150 : 31 : std::string base_uint<BITS>::ToString() const
151 : : {
152 : 31 : return GetHex();
153 : : }
154 : :
155 : : template <unsigned int BITS>
156 : 1553187 : unsigned int base_uint<BITS>::bits() const
157 : : {
158 [ + + ]: 1585002 : for (int pos = WIDTH - 1; pos >= 0; pos--) {
159 [ + + ]: 1584988 : if (pn[pos]) {
160 [ + + ]: 2533671 : for (int nbits = 31; nbits > 0; nbits--) {
161 [ + + ]: 2533668 : if (pn[pos] & 1U << nbits)
162 : 1553170 : return 32 * pos + nbits + 1;
163 : : }
164 : 3 : return 32 * pos + 1;
165 : : }
166 : : }
167 : : return 0;
168 : : }
169 : :
170 : : // Explicit instantiations for base_uint<256>
171 : : template class base_uint<256>;
172 : :
173 : : // This implementation directly uses shifts instead of going
174 : : // through an intermediate MPI representation.
175 : 1500647 : arith_uint256& arith_uint256::SetCompact(uint32_t nCompact, bool* pfNegative, bool* pfOverflow)
176 : : {
177 : 1500647 : int nSize = nCompact >> 24;
178 : 1500647 : uint32_t nWord = nCompact & 0x007fffff;
179 [ + + ]: 1500647 : if (nSize <= 3) {
180 : 46 : nWord >>= 8 * (3 - nSize);
181 [ + - ]: 92 : *this = nWord;
182 : : } else {
183 [ + - ]: 3001202 : *this = nWord;
184 : 1500601 : *this <<= 8 * (nSize - 3);
185 : : }
186 [ + + ]: 1500647 : if (pfNegative)
187 [ + + + + ]: 2997097 : *pfNegative = nWord != 0 && (nCompact & 0x00800000) != 0;
188 [ + + ]: 1500647 : if (pfOverflow)
189 [ + + + + ]: 2997098 : *pfOverflow = nWord != 0 && ((nSize > 34) ||
190 [ + - ]: 1498504 : (nWord > 0xff && nSize > 33) ||
191 [ + - ]: 1498504 : (nWord > 0xffff && nSize > 32));
192 : 1500647 : return *this;
193 : : }
194 : :
195 : 271903 : uint32_t arith_uint256::GetCompact(bool fNegative) const
196 : : {
197 : 271903 : int nSize = (bits() + 7) / 8;
198 : 271903 : uint32_t nCompact = 0;
199 [ + + ]: 271903 : if (nSize <= 3) {
200 : 17 : nCompact = GetLow64() << 8 * (3 - nSize);
201 : : } else {
202 : 271886 : arith_uint256 bn = *this >> 8 * (nSize - 3);
203 : 271886 : nCompact = bn.GetLow64();
204 : : }
205 : : // The 0x00800000 bit denotes the sign.
206 : : // Thus, if it is already set, divide the mantissa by 256 and increase the exponent.
207 [ + + ]: 271903 : if (nCompact & 0x00800000) {
208 : 712 : nCompact >>= 8;
209 : 712 : nSize++;
210 : : }
211 [ - + ]: 271903 : assert((nCompact & ~0x007fffffU) == 0);
212 [ - + ]: 271903 : assert(nSize < 256);
213 : 271903 : nCompact |= nSize << 24;
214 [ + + - + ]: 271903 : nCompact |= (fNegative && (nCompact & 0x007fffff) ? 0x00800000 : 0);
215 : 271903 : return nCompact;
216 : : }
217 : :
218 : 250019 : uint256 ArithToUint256(const arith_uint256 &a)
219 : : {
220 : 250019 : uint256 b;
221 [ + + ]: 2250171 : for(int x=0; x<a.WIDTH; ++x)
222 : 2000152 : WriteLE32(b.begin() + x*4, a.pn[x]);
223 : 250019 : return b;
224 : : }
225 : 2225949 : arith_uint256 UintToArith256(const uint256 &a)
226 : : {
227 : 2225949 : arith_uint256 b;
228 [ + + ]: 20033541 : for(int x=0; x<b.WIDTH; ++x)
229 : 17807592 : b.pn[x] = ReadLE32(a.begin() + x*4);
230 : 2225949 : return b;
231 : : }
|
