contrib/gmp/mpn/generic/toom2_sqr.c

   1 /* mpn_toom2_sqr -- Square {ap,an}.
   2
   3    Contributed to the GNU project by Torbjorn Granlund.
   4
   5    THE FUNCTION IN THIS FILE IS INTERNAL WITH A MUTABLE INTERFACE.  IT IS ONLY
   6    SAFE TO REACH IT THROUGH DOCUMENTED INTERFACES.  IN FACT, IT IS ALMOST
   7    GUARANTEED THAT IT WILL CHANGE OR DISAPPEAR IN A FUTURE GNU MP RELEASE.
   8
   9 Copyright 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
  10
  11 This file is part of the GNU MP Library.
  12
  13 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
  14 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  15 the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  16 option) any later version.
  17
  18 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  19 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  20 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  21 License for more details.
  22
  23 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  24 along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
  25
  26
  27 #include "gmp.h"
  28 #include "gmp-impl.h"
  29
  30 /* Evaluate in: -1, 0, +inf
  31
  32   <-s--><--n-->
  33    ____ ______
  34   |_a1_|___a0_|
  35
  36   v0  =  a0     ^2  #   A(0)^2
  37   vm1 = (a0- a1)^2  #  A(-1)^2
  38   vinf=      a1 ^2  # A(inf)^2
  39 */
  40
  41 #if TUNE_PROGRAM_BUILD
  42 #define MAYBE_sqr_toom2   1
  43 #else
  44 #define MAYBE_sqr_toom2                                                 \
  45   (SQR_TOOM3_THRESHOLD >= 2 * SQR_TOOM2_THRESHOLD)
  46 #endif
  47
  48 #define TOOM2_SQR_REC(p, a, n, ws)                                      \
  49   do {                                                                  \
  50     if (! MAYBE_sqr_toom2                                               \
  51         || BELOW_THRESHOLD (n, SQR_TOOM2_THRESHOLD))                    \
  52       mpn_sqr_basecase (p, a, n);                                       \
  53     else                                                                \
  54       mpn_toom2_sqr (p, a, n, ws);                                      \
  55   } while (0)
  56
  57 void
  58 mpn_toom2_sqr (mp_ptr pp,
  59                mp_srcptr ap, mp_size_t an,
  60                mp_ptr scratch)
  61 {
  62   mp_size_t n, s;
  63   mp_limb_t cy, cy2;
  64   mp_ptr asm1;
  65
  66 #define a0  ap
  67 #define a1  (ap + n)
  68
  69   s = an >> 1;
  70   n = an - s;
  71
  72   ASSERT (0 < s && s <= n);
  73
  74   asm1 = pp;
  75
  76   /* Compute asm1.  */
  77   if (s == n)
  78     {
  79       if (mpn_cmp (a0, a1, n) < 0)
  80         {
  81           mpn_sub_n (asm1, a1, a0, n);
  82         }
  83       else
  84         {
  85           mpn_sub_n (asm1, a0, a1, n);
  86         }
  87     }
  88   else
  89     {
  90       if (mpn_zero_p (a0 + s, n - s) && mpn_cmp (a0, a1, s) < 0)
  91         {
  92           mpn_sub_n (asm1, a1, a0, s);
  93           MPN_ZERO (asm1 + s, n - s);
  94         }
  95       else
  96         {
  97           mpn_sub (asm1, a0, n, a1, s);
  98         }
  99     }
 100
 101 #define v0      pp                              /* 2n */
 102 #define vinf    (pp + 2 * n)                    /* s+s */
 103 #define vm1     scratch                         /* 2n */
 104 #define scratch_out     scratch + 2 * n
 105
 106   /* vm1, 2n limbs */
 107   TOOM2_SQR_REC (vm1, asm1, n, scratch_out);
 108
 109   /* vinf, s+s limbs */
 110   TOOM2_SQR_REC (vinf, a1, s, scratch_out);
 111
 112   /* v0, 2n limbs */
 113   TOOM2_SQR_REC (v0, ap, n, scratch_out);
 114
 115   /* H(v0) + L(vinf) */
 116   cy = mpn_add_n (pp + 2 * n, v0 + n, vinf, n);
 117
 118   /* L(v0) + H(v0) */
 119   cy2 = cy + mpn_add_n (pp + n, pp + 2 * n, v0, n);
 120
 121   /* L(vinf) + H(vinf) */
 122   cy += mpn_add (pp + 2 * n, pp + 2 * n, n, vinf + n, s + s - n);
 123
 124   cy -= mpn_sub_n (pp + n, pp + n, vm1, 2 * n);
 125
 126   ASSERT (cy + 1  <= 3);
 127   ASSERT (cy2 <= 2);
 128
 129   mpn_incr_u (pp + 2 * n, cy2);
 130   if (LIKELY (cy <= 2))
 131     mpn_incr_u (pp + 3 * n, cy);
 132   else
 133     mpn_decr_u (pp + 3 * n, 1);
 134 }