* Use id(1) instead of grep(1) to detect the presence of the smmsp
[dragonfly.git] / games / primes / primes.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1989, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
6  * Landon Curt Noll.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
17  *    must display the following acknowledgement:
18  *      This product includes software developed by the University of
19  *      California, Berkeley and its contributors.
20  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
22  *    without specific prior written permission.
23  *
24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
34  * SUCH DAMAGE.
35  *
36  * @(#) Copyright (c) 1989, 1993 The Regents of the University of California.  All rights reserved.
37  * @(#)primes.c 8.5 (Berkeley) 5/10/95
38  * $FreeBSD: src/games/primes/primes.c,v 1.15.2.2 2002/10/23 14:59:14 fanf Exp $
39  * $DragonFly: src/games/primes/primes.c,v 1.2 2003/06/17 04:25:24 dillon Exp $
40  */
41
42 /*
43  * primes - generate a table of primes between two values
44  *
45  * By: Landon Curt Noll chongo@toad.com, ...!{sun,tolsoft}!hoptoad!chongo
46  *
47  * chongo <for a good prime call: 391581 * 2^216193 - 1> /\oo/\
48  *
49  * usage:
50  *      primes [-h] [start [stop]]
51  *
52  *      Print primes >= start and < stop.  If stop is omitted,
53  *      the value 4294967295 (2^32-1) is assumed.  If start is
54  *      omitted, start is read from standard input.
55  *
56  * validation check: there are 664579 primes between 0 and 10^7
57  */
58
59 #include <ctype.h>
60 #include <err.h>
61 #include <errno.h>
62 #include <limits.h>
63 #include <math.h>
64 #include <stdio.h>
65 #include <stdlib.h>
66 #include <string.h>
67 #include <unistd.h>
68
69 #include "primes.h"
70
71 /*
72  * Eratosthenes sieve table
73  *
74  * We only sieve the odd numbers.  The base of our sieve windows are always
75  * odd.  If the base of table is 1, table[i] represents 2*i-1.  After the
76  * sieve, table[i] == 1 if and only if 2*i-1 is prime.
77  *
78  * We make TABSIZE large to reduce the overhead of inner loop setup.
79  */
80 static char table[TABSIZE];      /* Eratosthenes sieve of odd numbers */
81
82 static int      hflag;
83
84 static void     primes(ubig, ubig);
85 static ubig     read_num_buf(void);
86 static void     usage(void);
87
88 int
89 main(int argc, char *argv[])
90 {
91         ubig start;             /* where to start generating */
92         ubig stop;              /* don't generate at or above this value */
93         int ch;
94         char *p;
95
96         while ((ch = getopt(argc, argv, "h")) != -1)
97                 switch (ch) {
98                 case 'h':
99                         hflag++;
100                         break;
101                 case '?':
102                 default:
103                         usage();
104                 }
105         argc -= optind;
106         argv += optind;
107
108         start = 0;
109         stop = BIG;
110
111         /*
112          * Convert low and high args.  Strtoul(3) sets errno to
113          * ERANGE if the number is too large, but, if there's
114          * a leading minus sign it returns the negation of the
115          * result of the conversion, which we'd rather disallow.
116          */
117         switch (argc) {
118         case 2:
119                 /* Start and stop supplied on the command line. */
120                 if (argv[0][0] == '-' || argv[1][0] == '-')
121                         errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
122
123                 errno = 0;
124                 start = strtoul(argv[0], &p, 0);
125                 if (errno)
126                         err(1, "%s", argv[0]);
127                 if (*p != '\0')
128                         errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[0]);
129
130                 errno = 0;
131                 stop = strtoul(argv[1], &p, 0);
132                 if (errno)
133                         err(1, "%s", argv[1]);
134                 if (*p != '\0')
135                         errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[1]);
136                 break;
137         case 1:
138                 /* Start on the command line. */
139                 if (argv[0][0] == '-')
140                         errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
141
142                 errno = 0;
143                 start = strtoul(argv[0], &p, 0);
144                 if (errno)
145                         err(1, "%s", argv[0]);
146                 if (*p != '\0')
147                         errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[0]);
148                 break;
149         case 0:
150                 start = read_num_buf();
151                 break;
152         default:
153                 usage();
154         }
155
156         if (start > stop)
157                 errx(1, "start value must be less than stop value.");
158         primes(start, stop);
159         return (0);
160 }
161
162 /*
163  * read_num_buf --
164  *      This routine returns a number n, where 0 <= n && n <= BIG.
165  */
166 static ubig
167 read_num_buf(void)
168 {
169         ubig val;
170         char *p, buf[LINE_MAX];         /* > max number of digits. */
171
172         for (;;) {
173                 if (fgets(buf, sizeof(buf), stdin) == NULL) {
174                         if (ferror(stdin))
175                                 err(1, "stdin");
176                         exit(0);
177                 }
178                 for (p = buf; isblank(*p); ++p);
179                 if (*p == '\n' || *p == '\0')
180                         continue;
181                 if (*p == '-')
182                         errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
183                 errno = 0;
184                 val = strtoul(buf, &p, 0);
185                 if (errno)
186                         err(1, "%s", buf);
187                 if (*p != '\n')
188                         errx(1, "%s: illegal numeric format.", buf);
189                 return (val);
190         }
191 }
192
193 /*
194  * primes - sieve and print primes from start up to and but not including stop
195  */
196 static void
197 primes(ubig start, ubig stop)
198 {
199         char *q;                /* sieve spot */
200         ubig factor;            /* index and factor */
201         char *tab_lim;          /* the limit to sieve on the table */
202         const ubig *p;          /* prime table pointer */
203         ubig fact_lim;          /* highest prime for current block */
204         ubig mod;               /* temp storage for mod */
205
206         /*
207          * A number of systems can not convert double values into unsigned
208          * longs when the values are larger than the largest signed value.
209          * We don't have this problem, so we can go all the way to BIG.
210          */
211         if (start < 3) {
212                 start = (ubig)2;
213         }
214         if (stop < 3) {
215                 stop = (ubig)2;
216         }
217         if (stop <= start) {
218                 return;
219         }
220
221         /*
222          * be sure that the values are odd, or 2
223          */
224         if (start != 2 && (start&0x1) == 0) {
225                 ++start;
226         }
227         if (stop != 2 && (stop&0x1) == 0) {
228                 ++stop;
229         }
230
231         /*
232          * quick list of primes <= pr_limit
233          */
234         if (start <= *pr_limit) {
235                 /* skip primes up to the start value */
236                 for (p = &prime[0], factor = prime[0];
237                     factor < stop && p <= pr_limit; factor = *(++p)) {
238                         if (factor >= start) {
239                                 printf(hflag ? "0x%lx\n" : "%lu\n", factor);
240                         }
241                 }
242                 /* return early if we are done */
243                 if (p <= pr_limit) {
244                         return;
245                 }
246                 start = *pr_limit+2;
247         }
248
249         /*
250          * we shall sieve a bytemap window, note primes and move the window
251          * upward until we pass the stop point
252          */
253         while (start < stop) {
254                 /*
255                  * factor out 3, 5, 7, 11 and 13
256                  */
257                 /* initial pattern copy */
258                 factor = (start%(2*3*5*7*11*13))/2; /* starting copy spot */
259                 memcpy(table, &pattern[factor], pattern_size-factor);
260                 /* main block pattern copies */
261                 for (fact_lim=pattern_size-factor;
262                     fact_lim+pattern_size<=TABSIZE; fact_lim+=pattern_size) {
263                         memcpy(&table[fact_lim], pattern, pattern_size);
264                 }
265                 /* final block pattern copy */
266                 memcpy(&table[fact_lim], pattern, TABSIZE-fact_lim);
267
268                 /*
269                  * sieve for primes 17 and higher
270                  */
271                 /* note highest useful factor and sieve spot */
272                 if (stop-start > TABSIZE+TABSIZE) {
273                         tab_lim = &table[TABSIZE]; /* sieve it all */
274                         fact_lim = sqrt(start+1.0+TABSIZE+TABSIZE);
275                 } else {
276                         tab_lim = &table[(stop-start)/2]; /* partial sieve */
277                         fact_lim = sqrt(stop+1.0);
278                 }
279                 /* sieve for factors >= 17 */
280                 factor = 17;    /* 17 is first prime to use */
281                 p = &prime[7];  /* 19 is next prime, pi(19)=7 */
282                 do {
283                         /* determine the factor's initial sieve point */
284                         mod = start%factor;
285                         if (mod & 0x1) {
286                                 q = &table[(factor-mod)/2];
287                         } else {
288                                 q = &table[mod ? factor-(mod/2) : 0];
289                         }
290                         /* sive for our current factor */
291                         for ( ; q < tab_lim; q += factor) {
292                                 *q = '\0'; /* sieve out a spot */
293                         }
294                         factor = *p++;
295                 } while (factor <= fact_lim);
296
297                 /*
298                  * print generated primes
299                  */
300                 for (q = table; q < tab_lim; ++q, start+=2) {
301                         if (*q) {
302                                 printf(hflag ? "0x%lx\n" : "%lu\n", start);
303                         }
304                 }
305         }
306 }
307
308 static void
309 usage(void)
310 {
311         fprintf(stderr, "usage: primes [-h] [start [stop]]\n");
312         exit(1);
313 }