Upload Tizen:Base source
[external/gmp.git] / mpn / generic / gcd_1.c
1 /* mpn_gcd_1 -- mpn and limb greatest common divisor.
2
3 Copyright 1994, 1996, 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of the GNU MP Library.
6
7 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
10 option) any later version.
11
12 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
13 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
14 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
15 License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
18 along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
19
20 #include "gmp.h"
21 #include "gmp-impl.h"
22 #include "longlong.h"
23
24 #ifndef GCD_1_METHOD
25 #define GCD_1_METHOD 2
26 #endif
27
28 #define USE_ZEROTAB 0
29
30 #if USE_ZEROTAB
31 static const unsigned char zerotab[16] = {
32   4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0
33 };
34 #endif
35
36 /* Does not work for U == 0 or V == 0.  It would be tough to make it work for
37    V == 0 since gcd(x,0) = x, and U does not generally fit in an mp_limb_t.
38
39    The threshold for doing u%v when size==1 will vary by CPU according to
40    the speed of a division and the code generated for the main loop.  Any
41    tuning for this is left to a CPU specific implementation.  */
42
43 mp_limb_t
44 mpn_gcd_1 (mp_srcptr up, mp_size_t size, mp_limb_t vlimb)
45 {
46   mp_limb_t      ulimb;
47   unsigned long  zero_bits, u_low_zero_bits;
48
49   ASSERT (size >= 1);
50   ASSERT (vlimb != 0);
51   ASSERT_MPN_NONZERO_P (up, size);
52
53   ulimb = up[0];
54
55   /* Need vlimb odd for modexact, want it odd to get common zeros. */
56   count_trailing_zeros (zero_bits, vlimb);
57   vlimb >>= zero_bits;
58
59   if (size > 1)
60     {
61       /* Must get common zeros before the mod reduction.  If ulimb==0 then
62          vlimb already gives the common zeros.  */
63       if (ulimb != 0)
64         {
65           count_trailing_zeros (u_low_zero_bits, ulimb);
66           zero_bits = MIN (zero_bits, u_low_zero_bits);
67         }
68
69       ulimb = MPN_MOD_OR_MODEXACT_1_ODD (up, size, vlimb);
70       if (ulimb == 0)
71         goto done;
72
73       goto strip_u_maybe;
74     }
75
76   /* size==1, so up[0]!=0 */
77   count_trailing_zeros (u_low_zero_bits, ulimb);
78   ulimb >>= u_low_zero_bits;
79   zero_bits = MIN (zero_bits, u_low_zero_bits);
80
81   /* make u bigger */
82   if (vlimb > ulimb)
83     MP_LIMB_T_SWAP (ulimb, vlimb);
84
85   /* if u is much bigger than v, reduce using a division rather than
86      chipping away at it bit-by-bit */
87   if ((ulimb >> 16) > vlimb)
88     {
89       ulimb %= vlimb;
90       if (ulimb == 0)
91         goto done;
92       goto strip_u_maybe;
93     }
94
95   ASSERT (ulimb & 1);
96   ASSERT (vlimb & 1);
97
98 #if GCD_1_METHOD == 1
99   while (ulimb != vlimb)
100     {
101       ASSERT (ulimb & 1);
102       ASSERT (vlimb & 1);
103
104       if (ulimb > vlimb)
105         {
106           ulimb -= vlimb;
107           do
108             {
109               ulimb >>= 1;
110               ASSERT (ulimb != 0);
111             strip_u_maybe:
112               ;
113             }
114           while ((ulimb & 1) == 0);
115         }
116       else /*  vlimb > ulimb.  */
117         {
118           vlimb -= ulimb;
119           do
120             {
121               vlimb >>= 1;
122               ASSERT (vlimb != 0);
123             }
124           while ((vlimb & 1) == 0);
125         }
126     }
127 #else
128 # if GCD_1_METHOD  == 2
129
130   ulimb >>= 1;
131   vlimb >>= 1;
132
133   while (ulimb != vlimb)
134     {
135       int c;
136       mp_limb_t t = ulimb - vlimb;
137       mp_limb_t vgtu = LIMB_HIGHBIT_TO_MASK (t);
138
139       /* v <-- min (u, v) */
140       vlimb += (vgtu & t);
141
142       /* u <-- |u - v| */
143       ulimb = (t ^ vgtu) - vgtu;
144
145 #if USE_ZEROTAB
146       /* Number of trailing zeros is the same no matter if we look at
147        * t or ulimb, but using t gives more parallelism. */
148       c = zerotab[t & 15];
149
150       while (UNLIKELY (c == 4))
151         {
152           ulimb >>= 4;
153           if (0)
154           strip_u_maybe:
155             vlimb >>= 1;
156
157           c = zerotab[ulimb & 15];
158         }
159 #else
160       if (0)
161         {
162         strip_u_maybe:
163           vlimb >>= 1;
164           t = ulimb;
165         }
166       count_trailing_zeros (c, t);
167 #endif
168       ulimb >>= (c + 1);
169     }
170
171   vlimb = (vlimb << 1) | 1;
172 # else
173 #  error Unknown GCD_1_METHOD
174 # endif
175 #endif
176
177  done:
178   return vlimb << zero_bits;
179 }