0.8.13.31:
[sbcl.git] / src / code / bignum.lisp
index 03f2337..df1d328 100644 (file)
 \f
 ;;;; GCD
 
+;;; I'm not sure why I need this FTYPE declaration.  Compiled by the
+;;; target compiler, it can deduce the return type fine, but without
+;;; it, we pay a heavy price in BIGNUM-GCD when compiled by the
+;;; cross-compiler. -- CSR, 2004-07-19
+(declaim (ftype (sfunction (bignum-type bignum-index bignum-type bignum-index)
+                          (unsigned-byte 29))
+               bignum-factors-of-two))
+(defun bignum-factors-of-two (a len-a b len-b)
+  (declare (type bignum-index len-a len-b) (type bignum-type a b))
+  (do ((i 0 (1+ i))
+       (end (min len-a len-b)))
+      ((= i end) (error "Unexpected zero bignums?"))
+    (declare (type bignum-index i end))
+    (let ((or-digits (%logior (%bignum-ref a i) (%bignum-ref b i))))
+      (unless (zerop or-digits)
+       (return (do ((j 0 (1+ j))
+                    (or-digits or-digits (%ashr or-digits 1)))
+                   ((oddp or-digits) (+ (* i digit-size) j))
+                 (declare (type (mod 32) j))))))))
+
 (defun bignum-gcd (a b)
-  (declare (type bignum-type a b))
   (let* ((a (if (%bignum-0-or-plusp a (%bignum-length a))
                a
                (negate-bignum a nil)))
         (b (if (%bignum-0-or-plusp b (%bignum-length b))
                b
-               (negate-bignum b nil)))
-        (len-a (%bignum-length a))
+               (negate-bignum b nil))))
+    (declare (type bignum-type a b))
+    (when (< a b)
+      (rotatef a b))
+    ;; While the length difference of A and B is sufficiently large,
+    ;; reduce using MOD (slowish, but it should equalize the sizes of
+    ;; A and B pretty quickly). After that, use the binary GCD
+    ;; algorithm to handle the rest. The initial reduction using MOD
+    ;; is sufficient to get rid of the embarrasing order of magnitude
+    ;; difference in GCD/LCM performance between SBCL and most other
+    ;; lisps.
+    ;;
+    ;; FIXME: Using a better algorithm (for example Weber's accelerated
+    ;; integer GCD) would be nice.
+    ;;   -- JES, 2004-07-31
+    (loop until (and (= (%bignum-length b) 1) (zerop (%bignum-ref b 0))) do
+         (when (<= (%bignum-length a) (1+ (%bignum-length b)))
+           (return-from bignum-gcd (bignum-binary-gcd a b)))
+         (let ((rem (mod a b)))
+           (if (fixnump rem)
+               (setf a (make-small-bignum rem))
+               (setf a rem))
+           (rotatef a b)))
+    a))
+  
+(defun bignum-binary-gcd (a b)
+  (declare (type bignum-type a b))
+  (let* ((len-a (%bignum-length a))
         (len-b (%bignum-length b)))
-      (declare (type bignum-index len-a len-b))
+    (declare (type bignum-index len-a len-b))
     (with-bignum-buffers ((a-buffer len-a a)
                          (b-buffer len-b b)
                          (res-buffer (max len-a len-b)))
                     (bignum-buffer-ashift-right a len-a
                                                 (+ (* index digit-size)
                                                    increment)))))))
-
-(defun bignum-factors-of-two (a len-a b len-b)
-  (declare (type bignum-index len-a len-b) (type bignum-type a))
-  (do ((i 0 (1+ i))
-       (end (min len-a len-b)))
-      ((= i end) (error "Unexpected zero bignums?"))
-    (declare (type bignum-index i end))
-    (let ((or-digits (%logior (%bignum-ref a i) (%bignum-ref b i))))
-      (unless (zerop or-digits)
-       (return (do ((j 0 (1+ j))
-                    (or-digits or-digits (%ashr or-digits 1)))
-                   ((oddp or-digits) (+ (* i digit-size) j))
-                 (declare (type (mod 32) j))))))))
 \f
 ;;;; negation
 
                                       (%normalize-bignum res res-len))
                                      res)))))
          ((> count bignum-len)
-          0)
+          (if (%bignum-0-or-plusp bignum bignum-len) 0 -1))
           ;; Since a FIXNUM should be big enough to address anything in
           ;; memory, including arrays of bits, and since arrays of bits
           ;; take up about the same space as corresponding fixnums, there