tests/mpz/t-powm.c

   1 /* Test mpz_powm, mpz_mul, mpz_mod, mpz_mod_ui, mpz_div_ui.
   2
   3 Copyright 1991, 1993, 1994, 1996, 1999, 2000, 2001, 2009 Free Software
   4 Foundation, Inc.
   5
   6 This file is part of the GNU MP Library.
   7
   8 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
   9 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  10 the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  11 option) any later version.
  12
  13 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  15 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  16 License for more details.
  17
  18 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  19 along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
  20
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23
  24 #include "gmp.h"
  25 #include "gmp-impl.h"
  26 #include "tests.h"
  27
  28 void debug_mp __GMP_PROTO ((mpz_t, int));
  29
  30 int
  31 main (int argc, char **argv)
  32 {
  33   mpz_t base, exp, mod;
  34   mpz_t r1, r2, t1, exp2, base2;
  35   mp_size_t base_size, exp_size, mod_size;
  36   int i;
  37   int reps = 1000;
  38   gmp_randstate_ptr rands;
  39   mpz_t bs;
  40   unsigned long bsi, size_range;
  41
  42   tests_start ();
  43   TESTS_REPS (reps, argv, argc);
  44
  45   rands = RANDS;
  46
  47   mpz_init (bs);
  48
  49   mpz_init (base);
  50   mpz_init (exp);
  51   mpz_init (mod);
  52   mpz_init (r1);
  53   mpz_init (r2);
  54   mpz_init (t1);
  55   mpz_init (exp2);
  56   mpz_init (base2);
  57
  58   for (i = 0; i < reps; i++)
  59     {
  60       mpz_urandomb (bs, rands, 32);
  61       size_range = mpz_get_ui (bs) % 13 + 2;
  62
  63       do  /* Loop until mathematically well-defined.  */
  64         {
  65           mpz_urandomb (bs, rands, size_range);
  66           base_size = mpz_get_ui (bs);
  67           mpz_rrandomb (base, rands, base_size);
  68
  69           mpz_urandomb (bs, rands, 7L);
  70           exp_size = mpz_get_ui (bs);
  71           mpz_rrandomb (exp, rands, exp_size);
  72         }
  73       while (mpz_cmp_ui (base, 0) == 0 && mpz_cmp_ui (exp, 0) == 0);
  74
  75       do
  76         {
  77           mpz_urandomb (bs, rands, size_range);
  78           mod_size = mpz_get_ui (bs);
  79           mpz_rrandomb (mod, rands, mod_size);
  80         }
  81       while (mpz_cmp_ui (mod, 0) == 0);
  82
  83       mpz_urandomb (bs, rands, 2);
  84       bsi = mpz_get_ui (bs);
  85       if ((bsi & 1) != 0)
  86         mpz_neg (base, base);
  87
  88       /* printf ("%ld %ld %ld\n", SIZ (base), SIZ (exp), SIZ (mod)); */
  89
  90       mpz_set_ui (r2, 1);
  91       mpz_mod (base2, base, mod);
  92       mpz_set (exp2, exp);
  93       mpz_mod (r2, r2, mod);
  94
  95       for (;;)
  96         {
  97           if (mpz_tstbit (exp2, 0))
  98             {
  99               mpz_mul (r2, r2, base2);
 100               mpz_mod (r2, r2, mod);
 101             }
 102           if  (mpz_cmp_ui (exp2, 1) <= 0)
 103             break;
 104           mpz_mul (base2, base2, base2);
 105           mpz_mod (base2, base2, mod);
 106           mpz_tdiv_q_2exp (exp2, exp2, 1);
 107         }
 108
 109       mpz_powm (r1, base, exp, mod);
 110       MPZ_CHECK_FORMAT (r1);
 111
 112       if (mpz_cmp (r1, r2) != 0)
 113         {
 114           fprintf (stderr, "\nIncorrect results in test %d for operands:\n", i);
 115           debug_mp (base, -16);
 116           debug_mp (exp, -16);
 117           debug_mp (mod, -16);
 118           fprintf (stderr, "mpz_powm result:\n");
 119           debug_mp (r1, -16);
 120           fprintf (stderr, "reference result:\n");
 121           debug_mp (r2, -16);
 122           abort ();
 123         }
 124
 125       if (mpz_tdiv_ui (mod, 2) == 0)
 126         continue;
 127
 128       mpz_powm_sec (r1, base, exp, mod);
 129       MPZ_CHECK_FORMAT (r1);
 130
 131       if (mpz_cmp (r1, r2) != 0)
 132         {
 133           fprintf (stderr, "\nIncorrect results in test %d for operands:\n", i);
 134           debug_mp (base, -16);
 135           debug_mp (exp, -16);
 136           debug_mp (mod, -16);
 137           fprintf (stderr, "mpz_powm_sec result:\n");
 138           debug_mp (r1, -16);
 139           fprintf (stderr, "reference result:\n");
 140           debug_mp (r2, -16);
 141           abort ();
 142         }
 143     }
 144
 145   mpz_clear (bs);
 146   mpz_clear (base);
 147   mpz_clear (exp);
 148   mpz_clear (mod);
 149   mpz_clear (r1);
 150   mpz_clear (r2);
 151   mpz_clear (t1);
 152   mpz_clear (exp2);
 153   mpz_clear (base2);
 154
 155   tests_end ();
 156   exit (0);
 157 }
 158
 159 void
 160 debug_mp (mpz_t x, int base)
 161 {
 162   mpz_out_str (stderr, base, x); fputc ('\n', stderr);
 163 }