src/uint256.cpp

   1 // Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
   2 // Copyright (c) 2009-2012 The Bitcoin developers
   3 // Distributed under the MIT/X11 software license, see the accompanying
   4 // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
   5
   6 #include "uint256.h"
   7
   8 #include <cassert>
   9 #include <cstring>
  10
  11
  12 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  13 //
  14 // uint160
  15 //
  16
  17 uint160::uint160()
  18 {
  19     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  20         pn[i] = 0;
  21 }
  22
  23 uint160::uint160(const basetype& b)
  24 {
  25     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  26         pn[i] = b.pn[i];
  27 }
  28
  29 uint160& uint160::operator=(const basetype& b)
  30 {
  31     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  32         pn[i] = b.pn[i];
  33     return *this;
  34 }
  35
  36 uint160::uint160(uint64_t b)
  37 {
  38     pn[0] = (uint32_t)b;
  39     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
  40     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
  41         pn[i] = 0;
  42 }
  43
  44 uint160& uint160::operator=(uint64_t b)
  45 {
  46     pn[0] = (uint32_t)b;
  47     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
  48     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
  49         pn[i] = 0;
  50     return *this;
  51 }
  52
  53 uint160::uint160(const std::string& str)
  54 {
  55     SetHex(str);
  56 }
  57
  58 uint160::uint160(const std::vector<unsigned char>& vch)
  59 {
  60     if (vch.size() == sizeof(pn))
  61         memcpy(pn, &vch[0], sizeof(pn));
  62     else
  63         *this = 0;
  64 }
  65
  66 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  67 //
  68 // uint256
  69 //
  70
  71 uint256::uint256()
  72 {
  73     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  74         pn[i] = 0;
  75 }
  76
  77 uint256::uint256(const basetype& b)
  78 {
  79     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  80         pn[i] = b.pn[i];
  81 }
  82
  83 uint256& uint256::operator=(const basetype& b)
  84 {
  85     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  86         pn[i] = b.pn[i];
  87     return *this;
  88 }
  89
  90 uint256::uint256(uint64_t b)
  91 {
  92     pn[0] = (uint32_t)b;
  93     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
  94     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
  95         pn[i] = 0;
  96 }
  97
  98 uint256& uint256::operator=(uint64_t b)
  99 {
 100     pn[0] = (uint32_t)b;
 101     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
 102     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
 103         pn[i] = 0;
 104     return *this;
 105 }
 106
 107 uint256& uint256::SetCompact(uint32_t nCompact, bool *pfNegative, bool *pfOverflow)
 108 {
 109     int nSize = nCompact >> 24;
 110     uint32_t nWord = nCompact & 0x007fffff;
 111     if (nSize <= 3) {
 112         nWord >>= 8*(3-nSize);
 113         *this = nWord;
 114     } else {
 115         *this = nWord;
 116         *this <<= 8*(nSize-3);
 117     }
 118     if (pfNegative)
 119         *pfNegative = nWord != 0 && (nCompact & 0x00800000) != 0;
 120     if (pfOverflow)
 121         *pfOverflow = nWord != 0 && ((nSize > 34) ||
 122                                  (nWord > 0xff && nSize > 33) ||
 123                                  (nWord > 0xffff && nSize > 32));
 124     return *this;
 125 }
 126
 127 uint32_t uint256::GetCompact(bool fNegative) const
 128 {
 129     int nSize = (bits() + 7) / 8;
 130     uint32_t nCompact = 0;
 131     if (nSize <= 3) {
 132         nCompact = Get64(0) << 8*(3-nSize);
 133     } else {
 134         uint256 n = *this;
 135         uint256 bn = n >> 8*(nSize-3);
 136         nCompact = bn.Get64(0);
 137     }
 138     // The 0x00800000 bit denotes the sign.
 139     // Thus, if it is already set, divide the mantissa by 256 and increase the exponent.
 140     if (nCompact & 0x00800000) {
 141         nCompact >>= 8;
 142         nSize++;
 143     }
 144     assert((nCompact & ~0x007fffff) == 0);
 145     assert(nSize < 256);
 146     nCompact |= nSize << 24;
 147     nCompact |= (fNegative && (nCompact & 0x007fffff) ? 0x00800000 : 0);
 148     return nCompact;
 149 }
 150
 151 uint256& uint256::operator*=(uint32_t b32)
 152 {
 153     uint64_t carry = 0;
 154     for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
 155         uint64_t n = carry + (uint64_t)b32 * pn[i];
 156         pn[i] = n & 0xffffffff;
 157         carry = n >> 32;
 158     }
 159     return *this;
 160 }
 161
 162 uint256& uint256::operator*=(const uint256& b)
 163 {
 164     uint256 a;
 165     for (int j = 0; j < WIDTH; j++) {
 166         uint64_t carry = 0;
 167         for (int i = 0; i + j < WIDTH; i++) {
 168             uint64_t n = carry + pn[i + j] + (uint64_t)a.pn[j] * b.pn[i];
 169             pn[i + j] = n & 0xffffffff;
 170             carry = n >> 32;
 171         }
 172     }
 173     *this = a;
 174     return *this;
 175 }
 176
 177 uint256& uint256::operator/=(const uint256& b)
 178 {
 179     uint256 div = b;     // make a copy, so we can shift.
 180     uint256 num = *this; // make a copy, so we can subtract.
 181     *this = 0;                   // the quotient.
 182     int num_bits = num.bits();
 183     int div_bits = div.bits();
 184     if (div_bits == 0)
 185         throw uint256_error("Division by zero");
 186     if (div_bits > num_bits) // the result is certainly 0.
 187         return *this;
 188     int shift = num_bits - div_bits;
 189     div <<= shift; // shift so that div and num align.
 190     while (shift >= 0) {
 191         if (num >= div) {
 192             num -= div;
 193             pn[shift / 32] |= (1 << (shift & 31)); // set a bit of the result.
 194         }
 195         div >>= 1; // shift back.
 196         shift--;
 197     }
 198     // num now contains the remainder of the division.
 199     return *this;
 200 }
 201
 202 uint256::uint256(const std::string& str)
 203 {
 204     SetHex(str);
 205 }
 206
 207 uint256::uint256(const std::vector<unsigned char>& vch)
 208 {
 209     if (vch.size() == sizeof(pn))
 210         memcpy(pn, &vch[0], sizeof(pn));
 211     else
 212         *this = 0;
 213 }