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 <cstdio>
  10 #include <cstring>
  11 #include <stdexcept>
  12
  13
  14 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  15 //
  16 // uint160
  17 //
  18
  19 uint160::uint160()
  20 {
  21     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  22         pn[i] = 0;
  23 }
  24
  25 uint160::uint160(const basetype& b)
  26 {
  27     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  28         pn[i] = b.pn[i];
  29 }
  30
  31 uint160& uint160::operator=(const basetype& b)
  32 {
  33     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  34         pn[i] = b.pn[i];
  35     return *this;
  36 }
  37
  38 uint160::uint160(uint64_t b)
  39 {
  40     pn[0] = (uint32_t)b;
  41     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
  42     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
  43         pn[i] = 0;
  44 }
  45
  46 uint160& uint160::operator=(uint64_t b)
  47 {
  48     pn[0] = (uint32_t)b;
  49     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
  50     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
  51         pn[i] = 0;
  52     return *this;
  53 }
  54
  55 uint160::uint160(const std::string& str)
  56 {
  57     SetHex(str);
  58 }
  59
  60 uint160::uint160(const std::vector<unsigned char>& vch)
  61 {
  62     if (vch.size() == sizeof(pn))
  63         memcpy(pn, &vch[0], sizeof(pn));
  64     else
  65         *this = 0;
  66 }
  67
  68 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  69 //
  70 // uint256
  71 //
  72
  73 uint256::uint256()
  74 {
  75     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  76         pn[i] = 0;
  77 }
  78
  79 uint256::uint256(const basetype& b)
  80 {
  81     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  82         pn[i] = b.pn[i];
  83 }
  84
  85 uint256& uint256::operator=(const basetype& b)
  86 {
  87     for (int i = 0; i < WIDTH; i++)
  88         pn[i] = b.pn[i];
  89     return *this;
  90 }
  91
  92 uint256::uint256(uint64_t b)
  93 {
  94     pn[0] = (uint32_t)b;
  95     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
  96     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
  97         pn[i] = 0;
  98 }
  99
 100 uint256& uint256::operator=(uint64_t b)
 101 {
 102     pn[0] = (uint32_t)b;
 103     pn[1] = (uint32_t)(b >> 32);
 104     for (int i = 2; i < WIDTH; i++)
 105         pn[i] = 0;
 106     return *this;
 107 }
 108
 109 uint256& uint256::SetCompact(uint32_t nCompact, bool *pfNegative, bool *pfOverflow)
 110 {
 111     int nSize = nCompact >> 24;
 112     uint32_t nWord = nCompact & 0x007fffff;
 113     if (nSize <= 3) {
 114         nWord >>= 8*(3-nSize);
 115         *this = nWord;
 116     } else {
 117         *this = nWord;
 118         *this <<= 8*(nSize-3);
 119     }
 120     if (pfNegative)
 121         *pfNegative = nWord != 0 && (nCompact & 0x00800000) != 0;
 122     if (pfOverflow)
 123         *pfOverflow = nWord != 0 && ((nSize > 34) ||
 124                                  (nWord > 0xff && nSize > 33) ||
 125                                  (nWord > 0xffff && nSize > 32));
 126     return *this;
 127 }
 128
 129 uint32_t uint256::GetCompact(bool fNegative) const
 130 {
 131     int nSize = (bits() + 7) / 8;
 132     uint32_t nCompact = 0;
 133     if (nSize <= 3) {
 134         nCompact = Get64(0) << 8*(3-nSize);
 135     } else {
 136         uint256 n = *this;
 137         uint256 bn = n >> 8*(nSize-3);
 138         nCompact = bn.Get64(0);
 139     }
 140     // The 0x00800000 bit denotes the sign.
 141     // Thus, if it is already set, divide the mantissa by 256 and increase the exponent.
 142     if (nCompact & 0x00800000) {
 143         nCompact >>= 8;
 144         nSize++;
 145     }
 146     assert((nCompact & ~0x007fffff) == 0);
 147     assert(nSize < 256);
 148     nCompact |= nSize << 24;
 149     nCompact |= (fNegative && (nCompact & 0x007fffff) ? 0x00800000 : 0);
 150     return nCompact;
 151 }
 152
 153 uint256& uint256::operator*=(uint32_t b32)
 154 {
 155     uint64_t carry = 0;
 156     for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
 157         uint64_t n = carry + (uint64_t)b32 * pn[i];
 158         pn[i] = n & 0xffffffff;
 159         carry = n >> 32;
 160     }
 161     return *this;
 162 }
 163
 164 uint256& uint256::operator*=(const uint256& b)
 165 {
 166     uint256 a;
 167     for (int j = 0; j < WIDTH; j++) {
 168         uint64_t carry = 0;
 169         for (int i = 0; i + j < WIDTH; i++) {
 170             uint64_t n = carry + pn[i + j] + (uint64_t)a.pn[j] * b.pn[i];
 171             pn[i + j] = n & 0xffffffff;
 172             carry = n >> 32;
 173         }
 174     }
 175     *this = a;
 176     return *this;
 177 }
 178
 179 uint256& uint256::operator/=(const uint256& b)
 180 {
 181     uint256 div = b;     // make a copy, so we can shift.
 182     uint256 num = *this; // make a copy, so we can subtract.
 183     *this = 0;                   // the quotient.
 184     int num_bits = num.bits();
 185     int div_bits = div.bits();
 186     if (div_bits == 0)
 187         throw uint256_error("Division by zero");
 188     if (div_bits > num_bits) // the result is certainly 0.
 189         return *this;
 190     int shift = num_bits - div_bits;
 191     div <<= shift; // shift so that div and num align.
 192     while (shift >= 0) {
 193         if (num >= div) {
 194             num -= div;
 195             pn[shift / 32] |= (1 << (shift & 31)); // set a bit of the result.
 196         }
 197         div >>= 1; // shift back.
 198         shift--;
 199     }
 200     // num now contains the remainder of the division.
 201     return *this;
 202 }
 203
 204 uint256::uint256(const std::string& str)
 205 {
 206     SetHex(str);
 207 }
 208
 209 uint256::uint256(const std::vector<unsigned char>& vch)
 210 {
 211     if (vch.size() == sizeof(pn))
 212         memcpy(pn, &vch[0], sizeof(pn));
 213     else
 214         *this = 0;
 215 }