Add a new function tcExtract for extracting a bignum from an
[oota-llvm.git] / lib / Support / APInt.cpp
1 //===-- APInt.cpp - Implement APInt class ---------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Sheng Zhou and is distributed under the 
6 // University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements a class to represent arbitrary precision integer
11 // constant values and provide a variety of arithmetic operations on them.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "apint"
16 #include "llvm/ADT/APInt.h"
17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
18 #include "llvm/Support/Debug.h"
19 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
20 #include <math.h>
21 #include <limits>
22 #include <cstring>
23 #include <cstdlib>
24 #include <iomanip>
25
26 using namespace llvm;
27
28 /// A utility function for allocating memory, checking for allocation failures,
29 /// and ensuring the contents are zeroed.
30 inline static uint64_t* getClearedMemory(uint32_t numWords) {
31   uint64_t * result = new uint64_t[numWords];
32   assert(result && "APInt memory allocation fails!");
33   memset(result, 0, numWords * sizeof(uint64_t));
34   return result;
35 }
36
37 /// A utility function for allocating memory and checking for allocation 
38 /// failure.  The content is not zeroed.
39 inline static uint64_t* getMemory(uint32_t numWords) {
40   uint64_t * result = new uint64_t[numWords];
41   assert(result && "APInt memory allocation fails!");
42   return result;
43 }
44
45 APInt::APInt(uint32_t numBits, uint64_t val, bool isSigned) 
46   : BitWidth(numBits), VAL(0) {
47   assert(BitWidth >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
48   assert(BitWidth <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
49   if (isSingleWord())
50     VAL = val;
51   else {
52     pVal = getClearedMemory(getNumWords());
53     pVal[0] = val;
54     if (isSigned && int64_t(val) < 0) 
55       for (unsigned i = 1; i < getNumWords(); ++i)
56         pVal[i] = -1ULL;
57   }
58   clearUnusedBits();
59 }
60
61 APInt::APInt(uint32_t numBits, uint32_t numWords, const uint64_t bigVal[])
62   : BitWidth(numBits), VAL(0)  {
63   assert(BitWidth >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
64   assert(BitWidth <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
65   assert(bigVal && "Null pointer detected!");
66   if (isSingleWord())
67     VAL = bigVal[0];
68   else {
69     // Get memory, cleared to 0
70     pVal = getClearedMemory(getNumWords());
71     // Calculate the number of words to copy
72     uint32_t words = std::min<uint32_t>(numWords, getNumWords());
73     // Copy the words from bigVal to pVal
74     memcpy(pVal, bigVal, words * APINT_WORD_SIZE);
75   }
76   // Make sure unused high bits are cleared
77   clearUnusedBits();
78 }
79
80 APInt::APInt(uint32_t numbits, const char StrStart[], uint32_t slen, 
81              uint8_t radix) 
82   : BitWidth(numbits), VAL(0) {
83   assert(BitWidth >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
84   assert(BitWidth <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
85   fromString(numbits, StrStart, slen, radix);
86 }
87
88 APInt::APInt(uint32_t numbits, const std::string& Val, uint8_t radix)
89   : BitWidth(numbits), VAL(0) {
90   assert(BitWidth >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
91   assert(BitWidth <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
92   assert(!Val.empty() && "String empty?");
93   fromString(numbits, Val.c_str(), Val.size(), radix);
94 }
95
96 APInt::APInt(const APInt& that)
97   : BitWidth(that.BitWidth), VAL(0) {
98   assert(BitWidth >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "bitwidth too small");
99   assert(BitWidth <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "bitwidth too large");
100   if (isSingleWord()) 
101     VAL = that.VAL;
102   else {
103     pVal = getMemory(getNumWords());
104     memcpy(pVal, that.pVal, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
105   }
106 }
107
108 APInt::~APInt() {
109   if (!isSingleWord() && pVal) 
110     delete [] pVal;
111 }
112
113 APInt& APInt::operator=(const APInt& RHS) {
114   // Don't do anything for X = X
115   if (this == &RHS)
116     return *this;
117
118   // If the bitwidths are the same, we can avoid mucking with memory
119   if (BitWidth == RHS.getBitWidth()) {
120     if (isSingleWord()) 
121       VAL = RHS.VAL;
122     else
123       memcpy(pVal, RHS.pVal, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
124     return *this;
125   }
126
127   if (isSingleWord())
128     if (RHS.isSingleWord())
129       VAL = RHS.VAL;
130     else {
131       VAL = 0;
132       pVal = getMemory(RHS.getNumWords());
133       memcpy(pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
134     }
135   else if (getNumWords() == RHS.getNumWords()) 
136     memcpy(pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
137   else if (RHS.isSingleWord()) {
138     delete [] pVal;
139     VAL = RHS.VAL;
140   } else {
141     delete [] pVal;
142     pVal = getMemory(RHS.getNumWords());
143     memcpy(pVal, RHS.pVal, RHS.getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
144   }
145   BitWidth = RHS.BitWidth;
146   return clearUnusedBits();
147 }
148
149 APInt& APInt::operator=(uint64_t RHS) {
150   if (isSingleWord()) 
151     VAL = RHS;
152   else {
153     pVal[0] = RHS;
154     memset(pVal+1, 0, (getNumWords() - 1) * APINT_WORD_SIZE);
155   }
156   return clearUnusedBits();
157 }
158
159 /// add_1 - This function adds a single "digit" integer, y, to the multiple 
160 /// "digit" integer array,  x[]. x[] is modified to reflect the addition and
161 /// 1 is returned if there is a carry out, otherwise 0 is returned.
162 /// @returns the carry of the addition.
163 static bool add_1(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t len, uint64_t y) {
164   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
165     dest[i] = y + x[i];
166     if (dest[i] < y)
167       y = 1; // Carry one to next digit.
168     else {
169       y = 0; // No need to carry so exit early
170       break;
171     }
172   }
173   return y;
174 }
175
176 /// @brief Prefix increment operator. Increments the APInt by one.
177 APInt& APInt::operator++() {
178   if (isSingleWord()) 
179     ++VAL;
180   else
181     add_1(pVal, pVal, getNumWords(), 1);
182   return clearUnusedBits();
183 }
184
185 /// sub_1 - This function subtracts a single "digit" (64-bit word), y, from 
186 /// the multi-digit integer array, x[], propagating the borrowed 1 value until 
187 /// no further borrowing is neeeded or it runs out of "digits" in x.  The result
188 /// is 1 if "borrowing" exhausted the digits in x, or 0 if x was not exhausted.
189 /// In other words, if y > x then this function returns 1, otherwise 0.
190 /// @returns the borrow out of the subtraction
191 static bool sub_1(uint64_t x[], uint32_t len, uint64_t y) {
192   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
193     uint64_t X = x[i];
194     x[i] -= y;
195     if (y > X) 
196       y = 1;  // We have to "borrow 1" from next "digit"
197     else {
198       y = 0;  // No need to borrow
199       break;  // Remaining digits are unchanged so exit early
200     }
201   }
202   return bool(y);
203 }
204
205 /// @brief Prefix decrement operator. Decrements the APInt by one.
206 APInt& APInt::operator--() {
207   if (isSingleWord()) 
208     --VAL;
209   else
210     sub_1(pVal, getNumWords(), 1);
211   return clearUnusedBits();
212 }
213
214 /// add - This function adds the integer array x to the integer array Y and
215 /// places the result in dest. 
216 /// @returns the carry out from the addition
217 /// @brief General addition of 64-bit integer arrays
218 static bool add(uint64_t *dest, const uint64_t *x, const uint64_t *y, 
219                 uint32_t len) {
220   bool carry = false;
221   for (uint32_t i = 0; i< len; ++i) {
222     uint64_t limit = std::min(x[i],y[i]); // must come first in case dest == x
223     dest[i] = x[i] + y[i] + carry;
224     carry = dest[i] < limit || (carry && dest[i] == limit);
225   }
226   return carry;
227 }
228
229 /// Adds the RHS APint to this APInt.
230 /// @returns this, after addition of RHS.
231 /// @brief Addition assignment operator. 
232 APInt& APInt::operator+=(const APInt& RHS) {
233   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
234   if (isSingleWord()) 
235     VAL += RHS.VAL;
236   else {
237     add(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
238   }
239   return clearUnusedBits();
240 }
241
242 /// Subtracts the integer array y from the integer array x 
243 /// @returns returns the borrow out.
244 /// @brief Generalized subtraction of 64-bit integer arrays.
245 static bool sub(uint64_t *dest, const uint64_t *x, const uint64_t *y, 
246                 uint32_t len) {
247   bool borrow = false;
248   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
249     uint64_t x_tmp = borrow ? x[i] - 1 : x[i];
250     borrow = y[i] > x_tmp || (borrow && x[i] == 0);
251     dest[i] = x_tmp - y[i];
252   }
253   return borrow;
254 }
255
256 /// Subtracts the RHS APInt from this APInt
257 /// @returns this, after subtraction
258 /// @brief Subtraction assignment operator. 
259 APInt& APInt::operator-=(const APInt& RHS) {
260   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
261   if (isSingleWord()) 
262     VAL -= RHS.VAL;
263   else
264     sub(pVal, pVal, RHS.pVal, getNumWords());
265   return clearUnusedBits();
266 }
267
268 /// Multiplies an integer array, x by a a uint64_t integer and places the result
269 /// into dest. 
270 /// @returns the carry out of the multiplication.
271 /// @brief Multiply a multi-digit APInt by a single digit (64-bit) integer.
272 static uint64_t mul_1(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t len, uint64_t y) {
273   // Split y into high 32-bit part (hy)  and low 32-bit part (ly)
274   uint64_t ly = y & 0xffffffffULL, hy = y >> 32;
275   uint64_t carry = 0;
276
277   // For each digit of x.
278   for (uint32_t i = 0; i < len; ++i) {
279     // Split x into high and low words
280     uint64_t lx = x[i] & 0xffffffffULL;
281     uint64_t hx = x[i] >> 32;
282     // hasCarry - A flag to indicate if there is a carry to the next digit.
283     // hasCarry == 0, no carry
284     // hasCarry == 1, has carry
285     // hasCarry == 2, no carry and the calculation result == 0.
286     uint8_t hasCarry = 0;
287     dest[i] = carry + lx * ly;
288     // Determine if the add above introduces carry.
289     hasCarry = (dest[i] < carry) ? 1 : 0;
290     carry = hx * ly + (dest[i] >> 32) + (hasCarry ? (1ULL << 32) : 0);
291     // The upper limit of carry can be (2^32 - 1)(2^32 - 1) + 
292     // (2^32 - 1) + 2^32 = 2^64.
293     hasCarry = (!carry && hasCarry) ? 1 : (!carry ? 2 : 0);
294
295     carry += (lx * hy) & 0xffffffffULL;
296     dest[i] = (carry << 32) | (dest[i] & 0xffffffffULL);
297     carry = (((!carry && hasCarry != 2) || hasCarry == 1) ? (1ULL << 32) : 0) + 
298             (carry >> 32) + ((lx * hy) >> 32) + hx * hy;
299   }
300   return carry;
301 }
302
303 /// Multiplies integer array x by integer array y and stores the result into 
304 /// the integer array dest. Note that dest's size must be >= xlen + ylen.
305 /// @brief Generalized multiplicate of integer arrays.
306 static void mul(uint64_t dest[], uint64_t x[], uint32_t xlen, uint64_t y[], 
307                 uint32_t ylen) {
308   dest[xlen] = mul_1(dest, x, xlen, y[0]);
309   for (uint32_t i = 1; i < ylen; ++i) {
310     uint64_t ly = y[i] & 0xffffffffULL, hy = y[i] >> 32;
311     uint64_t carry = 0, lx = 0, hx = 0;
312     for (uint32_t j = 0; j < xlen; ++j) {
313       lx = x[j] & 0xffffffffULL;
314       hx = x[j] >> 32;
315       // hasCarry - A flag to indicate if has carry.
316       // hasCarry == 0, no carry
317       // hasCarry == 1, has carry
318       // hasCarry == 2, no carry and the calculation result == 0.
319       uint8_t hasCarry = 0;
320       uint64_t resul = carry + lx * ly;
321       hasCarry = (resul < carry) ? 1 : 0;
322       carry = (hasCarry ? (1ULL << 32) : 0) + hx * ly + (resul >> 32);
323       hasCarry = (!carry && hasCarry) ? 1 : (!carry ? 2 : 0);
324
325       carry += (lx * hy) & 0xffffffffULL;
326       resul = (carry << 32) | (resul & 0xffffffffULL);
327       dest[i+j] += resul;
328       carry = (((!carry && hasCarry != 2) || hasCarry == 1) ? (1ULL << 32) : 0)+
329               (carry >> 32) + (dest[i+j] < resul ? 1 : 0) + 
330               ((lx * hy) >> 32) + hx * hy;
331     }
332     dest[i+xlen] = carry;
333   }
334 }
335
336 APInt& APInt::operator*=(const APInt& RHS) {
337   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
338   if (isSingleWord()) {
339     VAL *= RHS.VAL;
340     clearUnusedBits();
341     return *this;
342   }
343
344   // Get some bit facts about LHS and check for zero
345   uint32_t lhsBits = getActiveBits();
346   uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : whichWord(lhsBits - 1) + 1;
347   if (!lhsWords) 
348     // 0 * X ===> 0
349     return *this;
350
351   // Get some bit facts about RHS and check for zero
352   uint32_t rhsBits = RHS.getActiveBits();
353   uint32_t rhsWords = !rhsBits ? 0 : whichWord(rhsBits - 1) + 1;
354   if (!rhsWords) {
355     // X * 0 ===> 0
356     clear();
357     return *this;
358   }
359
360   // Allocate space for the result
361   uint32_t destWords = rhsWords + lhsWords;
362   uint64_t *dest = getMemory(destWords);
363
364   // Perform the long multiply
365   mul(dest, pVal, lhsWords, RHS.pVal, rhsWords);
366
367   // Copy result back into *this
368   clear();
369   uint32_t wordsToCopy = destWords >= getNumWords() ? getNumWords() : destWords;
370   memcpy(pVal, dest, wordsToCopy * APINT_WORD_SIZE);
371
372   // delete dest array and return
373   delete[] dest;
374   return *this;
375 }
376
377 APInt& APInt::operator&=(const APInt& RHS) {
378   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
379   if (isSingleWord()) {
380     VAL &= RHS.VAL;
381     return *this;
382   }
383   uint32_t numWords = getNumWords();
384   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
385     pVal[i] &= RHS.pVal[i];
386   return *this;
387 }
388
389 APInt& APInt::operator|=(const APInt& RHS) {
390   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
391   if (isSingleWord()) {
392     VAL |= RHS.VAL;
393     return *this;
394   }
395   uint32_t numWords = getNumWords();
396   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
397     pVal[i] |= RHS.pVal[i];
398   return *this;
399 }
400
401 APInt& APInt::operator^=(const APInt& RHS) {
402   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
403   if (isSingleWord()) {
404     VAL ^= RHS.VAL;
405     this->clearUnusedBits();
406     return *this;
407   } 
408   uint32_t numWords = getNumWords();
409   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
410     pVal[i] ^= RHS.pVal[i];
411   return clearUnusedBits();
412 }
413
414 APInt APInt::operator&(const APInt& RHS) const {
415   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
416   if (isSingleWord())
417     return APInt(getBitWidth(), VAL & RHS.VAL);
418
419   uint32_t numWords = getNumWords();
420   uint64_t* val = getMemory(numWords);
421   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
422     val[i] = pVal[i] & RHS.pVal[i];
423   return APInt(val, getBitWidth());
424 }
425
426 APInt APInt::operator|(const APInt& RHS) const {
427   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
428   if (isSingleWord())
429     return APInt(getBitWidth(), VAL | RHS.VAL);
430
431   uint32_t numWords = getNumWords();
432   uint64_t *val = getMemory(numWords);
433   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
434     val[i] = pVal[i] | RHS.pVal[i];
435   return APInt(val, getBitWidth());
436 }
437
438 APInt APInt::operator^(const APInt& RHS) const {
439   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
440   if (isSingleWord())
441     return APInt(BitWidth, VAL ^ RHS.VAL);
442
443   uint32_t numWords = getNumWords();
444   uint64_t *val = getMemory(numWords);
445   for (uint32_t i = 0; i < numWords; ++i)
446     val[i] = pVal[i] ^ RHS.pVal[i];
447
448   // 0^0==1 so clear the high bits in case they got set.
449   return APInt(val, getBitWidth()).clearUnusedBits();
450 }
451
452 bool APInt::operator !() const {
453   if (isSingleWord())
454     return !VAL;
455
456   for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
457     if (pVal[i]) 
458       return false;
459   return true;
460 }
461
462 APInt APInt::operator*(const APInt& RHS) const {
463   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
464   if (isSingleWord())
465     return APInt(BitWidth, VAL * RHS.VAL);
466   APInt Result(*this);
467   Result *= RHS;
468   return Result.clearUnusedBits();
469 }
470
471 APInt APInt::operator+(const APInt& RHS) const {
472   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
473   if (isSingleWord())
474     return APInt(BitWidth, VAL + RHS.VAL);
475   APInt Result(BitWidth, 0);
476   add(Result.pVal, this->pVal, RHS.pVal, getNumWords());
477   return Result.clearUnusedBits();
478 }
479
480 APInt APInt::operator-(const APInt& RHS) const {
481   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
482   if (isSingleWord())
483     return APInt(BitWidth, VAL - RHS.VAL);
484   APInt Result(BitWidth, 0);
485   sub(Result.pVal, this->pVal, RHS.pVal, getNumWords());
486   return Result.clearUnusedBits();
487 }
488
489 bool APInt::operator[](uint32_t bitPosition) const {
490   return (maskBit(bitPosition) & 
491           (isSingleWord() ?  VAL : pVal[whichWord(bitPosition)])) != 0;
492 }
493
494 bool APInt::operator==(const APInt& RHS) const {
495   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Comparison requires equal bit widths");
496   if (isSingleWord())
497     return VAL == RHS.VAL;
498
499   // Get some facts about the number of bits used in the two operands.
500   uint32_t n1 = getActiveBits();
501   uint32_t n2 = RHS.getActiveBits();
502
503   // If the number of bits isn't the same, they aren't equal
504   if (n1 != n2) 
505     return false;
506
507   // If the number of bits fits in a word, we only need to compare the low word.
508   if (n1 <= APINT_BITS_PER_WORD)
509     return pVal[0] == RHS.pVal[0];
510
511   // Otherwise, compare everything
512   for (int i = whichWord(n1 - 1); i >= 0; --i)
513     if (pVal[i] != RHS.pVal[i]) 
514       return false;
515   return true;
516 }
517
518 bool APInt::operator==(uint64_t Val) const {
519   if (isSingleWord())
520     return VAL == Val;
521
522   uint32_t n = getActiveBits(); 
523   if (n <= APINT_BITS_PER_WORD)
524     return pVal[0] == Val;
525   else
526     return false;
527 }
528
529 bool APInt::ult(const APInt& RHS) const {
530   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be same for comparison");
531   if (isSingleWord())
532     return VAL < RHS.VAL;
533
534   // Get active bit length of both operands
535   uint32_t n1 = getActiveBits();
536   uint32_t n2 = RHS.getActiveBits();
537
538   // If magnitude of LHS is less than RHS, return true.
539   if (n1 < n2)
540     return true;
541
542   // If magnitude of RHS is greather than LHS, return false.
543   if (n2 < n1)
544     return false;
545
546   // If they bot fit in a word, just compare the low order word
547   if (n1 <= APINT_BITS_PER_WORD && n2 <= APINT_BITS_PER_WORD)
548     return pVal[0] < RHS.pVal[0];
549
550   // Otherwise, compare all words
551   uint32_t topWord = whichWord(std::max(n1,n2)-1);
552   for (int i = topWord; i >= 0; --i) {
553     if (pVal[i] > RHS.pVal[i]) 
554       return false;
555     if (pVal[i] < RHS.pVal[i]) 
556       return true;
557   }
558   return false;
559 }
560
561 bool APInt::slt(const APInt& RHS) const {
562   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be same for comparison");
563   if (isSingleWord()) {
564     int64_t lhsSext = (int64_t(VAL) << (64-BitWidth)) >> (64-BitWidth);
565     int64_t rhsSext = (int64_t(RHS.VAL) << (64-BitWidth)) >> (64-BitWidth);
566     return lhsSext < rhsSext;
567   }
568
569   APInt lhs(*this);
570   APInt rhs(RHS);
571   bool lhsNeg = isNegative();
572   bool rhsNeg = rhs.isNegative();
573   if (lhsNeg) {
574     // Sign bit is set so perform two's complement to make it positive
575     lhs.flip();
576     lhs++;
577   }
578   if (rhsNeg) {
579     // Sign bit is set so perform two's complement to make it positive
580     rhs.flip();
581     rhs++;
582   }
583
584   // Now we have unsigned values to compare so do the comparison if necessary
585   // based on the negativeness of the values.
586   if (lhsNeg)
587     if (rhsNeg)
588       return lhs.ugt(rhs);
589     else
590       return true;
591   else if (rhsNeg)
592     return false;
593   else 
594     return lhs.ult(rhs);
595 }
596
597 APInt& APInt::set(uint32_t bitPosition) {
598   if (isSingleWord()) 
599     VAL |= maskBit(bitPosition);
600   else 
601     pVal[whichWord(bitPosition)] |= maskBit(bitPosition);
602   return *this;
603 }
604
605 APInt& APInt::set() {
606   if (isSingleWord()) {
607     VAL = -1ULL;
608     return clearUnusedBits();
609   }
610
611   // Set all the bits in all the words.
612   for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
613     pVal[i] = -1ULL;
614   // Clear the unused ones
615   return clearUnusedBits();
616 }
617
618 /// Set the given bit to 0 whose position is given as "bitPosition".
619 /// @brief Set a given bit to 0.
620 APInt& APInt::clear(uint32_t bitPosition) {
621   if (isSingleWord()) 
622     VAL &= ~maskBit(bitPosition);
623   else 
624     pVal[whichWord(bitPosition)] &= ~maskBit(bitPosition);
625   return *this;
626 }
627
628 /// @brief Set every bit to 0.
629 APInt& APInt::clear() {
630   if (isSingleWord()) 
631     VAL = 0;
632   else 
633     memset(pVal, 0, getNumWords() * APINT_WORD_SIZE);
634   return *this;
635 }
636
637 /// @brief Bitwise NOT operator. Performs a bitwise logical NOT operation on
638 /// this APInt.
639 APInt APInt::operator~() const {
640   APInt Result(*this);
641   Result.flip();
642   return Result;
643 }
644
645 /// @brief Toggle every bit to its opposite value.
646 APInt& APInt::flip() {
647   if (isSingleWord()) {
648     VAL ^= -1ULL;
649     return clearUnusedBits();
650   }
651   for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
652     pVal[i] ^= -1ULL;
653   return clearUnusedBits();
654 }
655
656 /// Toggle a given bit to its opposite value whose position is given 
657 /// as "bitPosition".
658 /// @brief Toggles a given bit to its opposite value.
659 APInt& APInt::flip(uint32_t bitPosition) {
660   assert(bitPosition < BitWidth && "Out of the bit-width range!");
661   if ((*this)[bitPosition]) clear(bitPosition);
662   else set(bitPosition);
663   return *this;
664 }
665
666 uint32_t APInt::getBitsNeeded(const char* str, uint32_t slen, uint8_t radix) {
667   assert(str != 0 && "Invalid value string");
668   assert(slen > 0 && "Invalid string length");
669
670   // Each computation below needs to know if its negative
671   uint32_t isNegative = str[0] == '-';
672   if (isNegative) {
673     slen--;
674     str++;
675   }
676   // For radixes of power-of-two values, the bits required is accurately and
677   // easily computed
678   if (radix == 2)
679     return slen + isNegative;
680   if (radix == 8)
681     return slen * 3 + isNegative;
682   if (radix == 16)
683     return slen * 4 + isNegative;
684
685   // Otherwise it must be radix == 10, the hard case
686   assert(radix == 10 && "Invalid radix");
687
688   // This is grossly inefficient but accurate. We could probably do something
689   // with a computation of roughly slen*64/20 and then adjust by the value of
690   // the first few digits. But, I'm not sure how accurate that could be.
691
692   // Compute a sufficient number of bits that is always large enough but might
693   // be too large. This avoids the assertion in the constructor.
694   uint32_t sufficient = slen*64/18;
695
696   // Convert to the actual binary value.
697   APInt tmp(sufficient, str, slen, radix);
698
699   // Compute how many bits are required.
700   return isNegative + tmp.logBase2() + 1;
701 }
702
703 uint64_t APInt::getHashValue() const {
704   // Put the bit width into the low order bits.
705   uint64_t hash = BitWidth;
706
707   // Add the sum of the words to the hash.
708   if (isSingleWord())
709     hash += VAL << 6; // clear separation of up to 64 bits
710   else
711     for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
712       hash += pVal[i] << 6; // clear sepration of up to 64 bits
713   return hash;
714 }
715
716 /// HiBits - This function returns the high "numBits" bits of this APInt.
717 APInt APInt::getHiBits(uint32_t numBits) const {
718   return APIntOps::lshr(*this, BitWidth - numBits);
719 }
720
721 /// LoBits - This function returns the low "numBits" bits of this APInt.
722 APInt APInt::getLoBits(uint32_t numBits) const {
723   return APIntOps::lshr(APIntOps::shl(*this, BitWidth - numBits), 
724                         BitWidth - numBits);
725 }
726
727 bool APInt::isPowerOf2() const {
728   return (!!*this) && !(*this & (*this - APInt(BitWidth,1)));
729 }
730
731 uint32_t APInt::countLeadingZeros() const {
732   uint32_t Count = 0;
733   if (isSingleWord())
734     Count = CountLeadingZeros_64(VAL);
735   else {
736     for (uint32_t i = getNumWords(); i > 0u; --i) {
737       if (pVal[i-1] == 0)
738         Count += APINT_BITS_PER_WORD;
739       else {
740         Count += CountLeadingZeros_64(pVal[i-1]);
741         break;
742       }
743     }
744   }
745   uint32_t remainder = BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD;
746   if (remainder)
747     Count -= APINT_BITS_PER_WORD - remainder;
748   return Count;
749 }
750
751 static uint32_t countLeadingOnes_64(uint64_t V, uint32_t skip) {
752   uint32_t Count = 0;
753   if (skip)
754     V <<= skip;
755   while (V && (V & (1ULL << 63))) {
756     Count++;
757     V <<= 1;
758   }
759   return Count;
760 }
761
762 uint32_t APInt::countLeadingOnes() const {
763   if (isSingleWord())
764     return countLeadingOnes_64(VAL, APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth);
765
766   uint32_t highWordBits = BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD;
767   uint32_t shift = (highWordBits == 0 ? 0 : APINT_BITS_PER_WORD - highWordBits);
768   int i = getNumWords() - 1;
769   uint32_t Count = countLeadingOnes_64(pVal[i], shift);
770   if (Count == highWordBits) {
771     for (i--; i >= 0; --i) {
772       if (pVal[i] == -1ULL)
773         Count += APINT_BITS_PER_WORD;
774       else {
775         Count += countLeadingOnes_64(pVal[i], 0);
776         break;
777       }
778     }
779   }
780   return Count;
781 }
782
783 uint32_t APInt::countTrailingZeros() const {
784   if (isSingleWord())
785     return CountTrailingZeros_64(VAL);
786   uint32_t Count = 0;
787   uint32_t i = 0;
788   for (; i < getNumWords() && pVal[i] == 0; ++i)
789     Count += APINT_BITS_PER_WORD;
790   if (i < getNumWords())
791     Count += CountTrailingZeros_64(pVal[i]);
792   return Count;
793 }
794
795 uint32_t APInt::countPopulation() const {
796   if (isSingleWord())
797     return CountPopulation_64(VAL);
798   uint32_t Count = 0;
799   for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); ++i)
800     Count += CountPopulation_64(pVal[i]);
801   return Count;
802 }
803
804 APInt APInt::byteSwap() const {
805   assert(BitWidth >= 16 && BitWidth % 16 == 0 && "Cannot byteswap!");
806   if (BitWidth == 16)
807     return APInt(BitWidth, ByteSwap_16(uint16_t(VAL)));
808   else if (BitWidth == 32)
809     return APInt(BitWidth, ByteSwap_32(uint32_t(VAL)));
810   else if (BitWidth == 48) {
811     uint32_t Tmp1 = uint32_t(VAL >> 16);
812     Tmp1 = ByteSwap_32(Tmp1);
813     uint16_t Tmp2 = uint16_t(VAL);
814     Tmp2 = ByteSwap_16(Tmp2);
815     return APInt(BitWidth, (uint64_t(Tmp2) << 32) | Tmp1);
816   } else if (BitWidth == 64)
817     return APInt(BitWidth, ByteSwap_64(VAL));
818   else {
819     APInt Result(BitWidth, 0);
820     char *pByte = (char*)Result.pVal;
821     for (uint32_t i = 0; i < BitWidth / APINT_WORD_SIZE / 2; ++i) {
822       char Tmp = pByte[i];
823       pByte[i] = pByte[BitWidth / APINT_WORD_SIZE - 1 - i];
824       pByte[BitWidth / APINT_WORD_SIZE - i - 1] = Tmp;
825     }
826     return Result;
827   }
828 }
829
830 APInt llvm::APIntOps::GreatestCommonDivisor(const APInt& API1, 
831                                             const APInt& API2) {
832   APInt A = API1, B = API2;
833   while (!!B) {
834     APInt T = B;
835     B = APIntOps::urem(A, B);
836     A = T;
837   }
838   return A;
839 }
840
841 APInt llvm::APIntOps::RoundDoubleToAPInt(double Double, uint32_t width) {
842   union {
843     double D;
844     uint64_t I;
845   } T;
846   T.D = Double;
847
848   // Get the sign bit from the highest order bit
849   bool isNeg = T.I >> 63;
850
851   // Get the 11-bit exponent and adjust for the 1023 bit bias
852   int64_t exp = ((T.I >> 52) & 0x7ff) - 1023;
853
854   // If the exponent is negative, the value is < 0 so just return 0.
855   if (exp < 0)
856     return APInt(width, 0u);
857
858   // Extract the mantissa by clearing the top 12 bits (sign + exponent).
859   uint64_t mantissa = (T.I & (~0ULL >> 12)) | 1ULL << 52;
860
861   // If the exponent doesn't shift all bits out of the mantissa
862   if (exp < 52)
863     return isNeg ? -APInt(width, mantissa >> (52 - exp)) : 
864                     APInt(width, mantissa >> (52 - exp));
865
866   // If the client didn't provide enough bits for us to shift the mantissa into
867   // then the result is undefined, just return 0
868   if (width <= exp - 52)
869     return APInt(width, 0);
870
871   // Otherwise, we have to shift the mantissa bits up to the right location
872   APInt Tmp(width, mantissa);
873   Tmp = Tmp.shl(exp - 52);
874   return isNeg ? -Tmp : Tmp;
875 }
876
877 /// RoundToDouble - This function convert this APInt to a double.
878 /// The layout for double is as following (IEEE Standard 754):
879 ///  --------------------------------------
880 /// |  Sign    Exponent    Fraction    Bias |
881 /// |-------------------------------------- |
882 /// |  1[63]   11[62-52]   52[51-00]   1023 |
883 ///  -------------------------------------- 
884 double APInt::roundToDouble(bool isSigned) const {
885
886   // Handle the simple case where the value is contained in one uint64_t.
887   if (isSingleWord() || getActiveBits() <= APINT_BITS_PER_WORD) {
888     if (isSigned) {
889       int64_t sext = (int64_t(VAL) << (64-BitWidth)) >> (64-BitWidth);
890       return double(sext);
891     } else
892       return double(VAL);
893   }
894
895   // Determine if the value is negative.
896   bool isNeg = isSigned ? (*this)[BitWidth-1] : false;
897
898   // Construct the absolute value if we're negative.
899   APInt Tmp(isNeg ? -(*this) : (*this));
900
901   // Figure out how many bits we're using.
902   uint32_t n = Tmp.getActiveBits();
903
904   // The exponent (without bias normalization) is just the number of bits
905   // we are using. Note that the sign bit is gone since we constructed the
906   // absolute value.
907   uint64_t exp = n;
908
909   // Return infinity for exponent overflow
910   if (exp > 1023) {
911     if (!isSigned || !isNeg)
912       return std::numeric_limits<double>::infinity();
913     else 
914       return -std::numeric_limits<double>::infinity();
915   }
916   exp += 1023; // Increment for 1023 bias
917
918   // Number of bits in mantissa is 52. To obtain the mantissa value, we must
919   // extract the high 52 bits from the correct words in pVal.
920   uint64_t mantissa;
921   unsigned hiWord = whichWord(n-1);
922   if (hiWord == 0) {
923     mantissa = Tmp.pVal[0];
924     if (n > 52)
925       mantissa >>= n - 52; // shift down, we want the top 52 bits.
926   } else {
927     assert(hiWord > 0 && "huh?");
928     uint64_t hibits = Tmp.pVal[hiWord] << (52 - n % APINT_BITS_PER_WORD);
929     uint64_t lobits = Tmp.pVal[hiWord-1] >> (11 + n % APINT_BITS_PER_WORD);
930     mantissa = hibits | lobits;
931   }
932
933   // The leading bit of mantissa is implicit, so get rid of it.
934   uint64_t sign = isNeg ? (1ULL << (APINT_BITS_PER_WORD - 1)) : 0;
935   union {
936     double D;
937     uint64_t I;
938   } T;
939   T.I = sign | (exp << 52) | mantissa;
940   return T.D;
941 }
942
943 // Truncate to new width.
944 APInt &APInt::trunc(uint32_t width) {
945   assert(width < BitWidth && "Invalid APInt Truncate request");
946   assert(width >= IntegerType::MIN_INT_BITS && "Can't truncate to 0 bits");
947   uint32_t wordsBefore = getNumWords();
948   BitWidth = width;
949   uint32_t wordsAfter = getNumWords();
950   if (wordsBefore != wordsAfter) {
951     if (wordsAfter == 1) {
952       uint64_t *tmp = pVal;
953       VAL = pVal[0];
954       delete [] tmp;
955     } else {
956       uint64_t *newVal = getClearedMemory(wordsAfter);
957       for (uint32_t i = 0; i < wordsAfter; ++i)
958         newVal[i] = pVal[i];
959       delete [] pVal;
960       pVal = newVal;
961     }
962   }
963   return clearUnusedBits();
964 }
965
966 // Sign extend to a new width.
967 APInt &APInt::sext(uint32_t width) {
968   assert(width > BitWidth && "Invalid APInt SignExtend request");
969   assert(width <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "Too many bits");
970   // If the sign bit isn't set, this is the same as zext.
971   if (!isNegative()) {
972     zext(width);
973     return *this;
974   }
975
976   // The sign bit is set. First, get some facts
977   uint32_t wordsBefore = getNumWords();
978   uint32_t wordBits = BitWidth % APINT_BITS_PER_WORD;
979   BitWidth = width;
980   uint32_t wordsAfter = getNumWords();
981
982   // Mask the high order word appropriately
983   if (wordsBefore == wordsAfter) {
984     uint32_t newWordBits = width % APINT_BITS_PER_WORD;
985     // The extension is contained to the wordsBefore-1th word.
986     uint64_t mask = ~0ULL;
987     if (newWordBits)
988       mask >>= APINT_BITS_PER_WORD - newWordBits;
989     mask <<= wordBits;
990     if (wordsBefore == 1)
991       VAL |= mask;
992     else
993       pVal[wordsBefore-1] |= mask;
994     return clearUnusedBits();
995   }
996
997   uint64_t mask = wordBits == 0 ? 0 : ~0ULL << wordBits;
998   uint64_t *newVal = getMemory(wordsAfter);
999   if (wordsBefore == 1)
1000     newVal[0] = VAL | mask;
1001   else {
1002     for (uint32_t i = 0; i < wordsBefore; ++i)
1003       newVal[i] = pVal[i];
1004     newVal[wordsBefore-1] |= mask;
1005   }
1006   for (uint32_t i = wordsBefore; i < wordsAfter; i++)
1007     newVal[i] = -1ULL;
1008   if (wordsBefore != 1)
1009     delete [] pVal;
1010   pVal = newVal;
1011   return clearUnusedBits();
1012 }
1013
1014 //  Zero extend to a new width.
1015 APInt &APInt::zext(uint32_t width) {
1016   assert(width > BitWidth && "Invalid APInt ZeroExtend request");
1017   assert(width <= IntegerType::MAX_INT_BITS && "Too many bits");
1018   uint32_t wordsBefore = getNumWords();
1019   BitWidth = width;
1020   uint32_t wordsAfter = getNumWords();
1021   if (wordsBefore != wordsAfter) {
1022     uint64_t *newVal = getClearedMemory(wordsAfter);
1023     if (wordsBefore == 1)
1024       newVal[0] = VAL;
1025     else 
1026       for (uint32_t i = 0; i < wordsBefore; ++i)
1027         newVal[i] = pVal[i];
1028     if (wordsBefore != 1)
1029       delete [] pVal;
1030     pVal = newVal;
1031   }
1032   return *this;
1033 }
1034
1035 APInt &APInt::zextOrTrunc(uint32_t width) {
1036   if (BitWidth < width)
1037     return zext(width);
1038   if (BitWidth > width)
1039     return trunc(width);
1040   return *this;
1041 }
1042
1043 APInt &APInt::sextOrTrunc(uint32_t width) {
1044   if (BitWidth < width)
1045     return sext(width);
1046   if (BitWidth > width)
1047     return trunc(width);
1048   return *this;
1049 }
1050
1051 /// Arithmetic right-shift this APInt by shiftAmt.
1052 /// @brief Arithmetic right-shift function.
1053 APInt APInt::ashr(uint32_t shiftAmt) const {
1054   assert(shiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
1055   // Handle a degenerate case
1056   if (shiftAmt == 0)
1057     return *this;
1058
1059   // Handle single word shifts with built-in ashr
1060   if (isSingleWord()) {
1061     if (shiftAmt == BitWidth)
1062       return APInt(BitWidth, 0); // undefined
1063     else {
1064       uint32_t SignBit = APINT_BITS_PER_WORD - BitWidth;
1065       return APInt(BitWidth, 
1066         (((int64_t(VAL) << SignBit) >> SignBit) >> shiftAmt));
1067     }
1068   }
1069
1070   // If all the bits were shifted out, the result is, technically, undefined.
1071   // We return -1 if it was negative, 0 otherwise. We check this early to avoid
1072   // issues in the algorithm below.
1073   if (shiftAmt == BitWidth) {
1074     if (isNegative())
1075       return APInt(BitWidth, -1ULL);
1076     else
1077       return APInt(BitWidth, 0);
1078   }
1079
1080   // Create some space for the result.
1081   uint64_t * val = new uint64_t[getNumWords()];
1082
1083   // Compute some values needed by the following shift algorithms
1084   uint32_t wordShift = shiftAmt % APINT_BITS_PER_WORD; // bits to shift per word
1085   uint32_t offset = shiftAmt / APINT_BITS_PER_WORD; // word offset for shift
1086   uint32_t breakWord = getNumWords() - 1 - offset; // last word affected
1087   uint32_t bitsInWord = whichBit(BitWidth); // how many bits in last word?
1088   if (bitsInWord == 0)
1089     bitsInWord = APINT_BITS_PER_WORD;
1090
1091   // If we are shifting whole words, just move whole words
1092   if (wordShift == 0) {
1093     // Move the words containing significant bits
1094     for (uint32_t i = 0; i <= breakWord; ++i) 
1095       val[i] = pVal[i+offset]; // move whole word
1096
1097     // Adjust the top significant word for sign bit fill, if negative
1098     if (isNegative())
1099       if (bitsInWord < APINT_BITS_PER_WORD)
1100         val[breakWord] |= ~0ULL << bitsInWord; // set high bits
1101   } else {
1102     // Shift the low order words 
1103     for (uint32_t i = 0; i < breakWord; ++i) {
1104       // This combines the shifted corresponding word with the low bits from
1105       // the next word (shifted into this word's high bits).
1106       val[i] = (pVal[i+offset] >> wordShift) | 
1107                (pVal[i+offset+1] << (APINT_BITS_PER_WORD - wordShift));
1108     }
1109
1110     // Shift the break word. In this case there are no bits from the next word
1111     // to include in this word.
1112     val[breakWord] = pVal[breakWord+offset] >> wordShift;
1113
1114     // Deal with sign extenstion in the break word, and possibly the word before
1115     // it.
1116     if (isNegative()) {
1117       if (wordShift > bitsInWord) {
1118         if (breakWord > 0)
1119           val[breakWord-1] |= 
1120             ~0ULL << (APINT_BITS_PER_WORD - (wordShift - bitsInWord));
1121         val[breakWord] |= ~0ULL;
1122       } else 
1123         val[breakWord] |= (~0ULL << (bitsInWord - wordShift));
1124     }
1125   }
1126
1127   // Remaining words are 0 or -1, just assign them.
1128   uint64_t fillValue = (isNegative() ? -1ULL : 0);
1129   for (uint32_t i = breakWord+1; i < getNumWords(); ++i)
1130     val[i] = fillValue;
1131   return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
1132 }
1133
1134 /// Logical right-shift this APInt by shiftAmt.
1135 /// @brief Logical right-shift function.
1136 APInt APInt::lshr(uint32_t shiftAmt) const {
1137   if (isSingleWord()) {
1138     if (shiftAmt == BitWidth)
1139       return APInt(BitWidth, 0);
1140     else 
1141       return APInt(BitWidth, this->VAL >> shiftAmt);
1142   }
1143
1144   // If all the bits were shifted out, the result is 0. This avoids issues
1145   // with shifting by the size of the integer type, which produces undefined
1146   // results. We define these "undefined results" to always be 0.
1147   if (shiftAmt == BitWidth)
1148     return APInt(BitWidth, 0);
1149
1150   // If none of the bits are shifted out, the result is *this. This avoids
1151   // issues with shifting byt he size of the integer type, which produces 
1152   // undefined results in the code below. This is also an optimization.
1153   if (shiftAmt == 0)
1154     return *this;
1155
1156   // Create some space for the result.
1157   uint64_t * val = new uint64_t[getNumWords()];
1158
1159   // If we are shifting less than a word, compute the shift with a simple carry
1160   if (shiftAmt < APINT_BITS_PER_WORD) {
1161     uint64_t carry = 0;
1162     for (int i = getNumWords()-1; i >= 0; --i) {
1163       val[i] = (pVal[i] >> shiftAmt) | carry;
1164       carry = pVal[i] << (APINT_BITS_PER_WORD - shiftAmt);
1165     }
1166     return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
1167   }
1168
1169   // Compute some values needed by the remaining shift algorithms
1170   uint32_t wordShift = shiftAmt % APINT_BITS_PER_WORD;
1171   uint32_t offset = shiftAmt / APINT_BITS_PER_WORD;
1172
1173   // If we are shifting whole words, just move whole words
1174   if (wordShift == 0) {
1175     for (uint32_t i = 0; i < getNumWords() - offset; ++i) 
1176       val[i] = pVal[i+offset];
1177     for (uint32_t i = getNumWords()-offset; i < getNumWords(); i++)
1178       val[i] = 0;
1179     return APInt(val,BitWidth).clearUnusedBits();
1180   }
1181
1182   // Shift the low order words 
1183   uint32_t breakWord = getNumWords() - offset -1;
1184   for (uint32_t i = 0; i < breakWord; ++i)
1185     val[i] = (pVal[i+offset] >> wordShift) |
1186              (pVal[i+offset+1] << (APINT_BITS_PER_WORD - wordShift));
1187   // Shift the break word.
1188   val[breakWord] = pVal[breakWord+offset] >> wordShift;
1189
1190   // Remaining words are 0
1191   for (uint32_t i = breakWord+1; i < getNumWords(); ++i)
1192     val[i] = 0;
1193   return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
1194 }
1195
1196 /// Left-shift this APInt by shiftAmt.
1197 /// @brief Left-shift function.
1198 APInt APInt::shl(uint32_t shiftAmt) const {
1199   assert(shiftAmt <= BitWidth && "Invalid shift amount");
1200   if (isSingleWord()) {
1201     if (shiftAmt == BitWidth)
1202       return APInt(BitWidth, 0); // avoid undefined shift results
1203     return APInt(BitWidth, VAL << shiftAmt);
1204   }
1205
1206   // If all the bits were shifted out, the result is 0. This avoids issues
1207   // with shifting by the size of the integer type, which produces undefined
1208   // results. We define these "undefined results" to always be 0.
1209   if (shiftAmt == BitWidth)
1210     return APInt(BitWidth, 0);
1211
1212   // If none of the bits are shifted out, the result is *this. This avoids a
1213   // lshr by the words size in the loop below which can produce incorrect
1214   // results. It also avoids the expensive computation below for a common case.
1215   if (shiftAmt == 0)
1216     return *this;
1217
1218   // Create some space for the result.
1219   uint64_t * val = new uint64_t[getNumWords()];
1220
1221   // If we are shifting less than a word, do it the easy way
1222   if (shiftAmt < APINT_BITS_PER_WORD) {
1223     uint64_t carry = 0;
1224     for (uint32_t i = 0; i < getNumWords(); i++) {
1225       val[i] = pVal[i] << shiftAmt | carry;
1226       carry = pVal[i] >> (APINT_BITS_PER_WORD - shiftAmt);
1227     }
1228     return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
1229   }
1230
1231   // Compute some values needed by the remaining shift algorithms
1232   uint32_t wordShift = shiftAmt % APINT_BITS_PER_WORD;
1233   uint32_t offset = shiftAmt / APINT_BITS_PER_WORD;
1234
1235   // If we are shifting whole words, just move whole words
1236   if (wordShift == 0) {
1237     for (uint32_t i = 0; i < offset; i++) 
1238       val[i] = 0;
1239     for (uint32_t i = offset; i < getNumWords(); i++)
1240       val[i] = pVal[i-offset];
1241     return APInt(val,BitWidth).clearUnusedBits();
1242   }
1243
1244   // Copy whole words from this to Result.
1245   uint32_t i = getNumWords() - 1;
1246   for (; i > offset; --i)
1247     val[i] = pVal[i-offset] << wordShift |
1248              pVal[i-offset-1] >> (APINT_BITS_PER_WORD - wordShift);
1249   val[offset] = pVal[0] << wordShift;
1250   for (i = 0; i < offset; ++i)
1251     val[i] = 0;
1252   return APInt(val, BitWidth).clearUnusedBits();
1253 }
1254
1255 APInt APInt::rotl(uint32_t rotateAmt) const {
1256   if (rotateAmt == 0)
1257     return *this;
1258   // Don't get too fancy, just use existing shift/or facilities
1259   APInt hi(*this);
1260   APInt lo(*this);
1261   hi.shl(rotateAmt);
1262   lo.lshr(BitWidth - rotateAmt);
1263   return hi | lo;
1264 }
1265
1266 APInt APInt::rotr(uint32_t rotateAmt) const {
1267   if (rotateAmt == 0)
1268     return *this;
1269   // Don't get too fancy, just use existing shift/or facilities
1270   APInt hi(*this);
1271   APInt lo(*this);
1272   lo.lshr(rotateAmt);
1273   hi.shl(BitWidth - rotateAmt);
1274   return hi | lo;
1275 }
1276
1277 // Square Root - this method computes and returns the square root of "this".
1278 // Three mechanisms are used for computation. For small values (<= 5 bits),
1279 // a table lookup is done. This gets some performance for common cases. For
1280 // values using less than 52 bits, the value is converted to double and then
1281 // the libc sqrt function is called. The result is rounded and then converted
1282 // back to a uint64_t which is then used to construct the result. Finally,
1283 // the Babylonian method for computing square roots is used. 
1284 APInt APInt::sqrt() const {
1285
1286   // Determine the magnitude of the value.
1287   uint32_t magnitude = getActiveBits();
1288
1289   // Use a fast table for some small values. This also gets rid of some
1290   // rounding errors in libc sqrt for small values.
1291   if (magnitude <= 5) {
1292     static const uint8_t results[32] = {
1293       /*     0 */ 0,
1294       /*  1- 2 */ 1, 1,
1295       /*  3- 6 */ 2, 2, 2, 2, 
1296       /*  7-12 */ 3, 3, 3, 3, 3, 3,
1297       /* 13-20 */ 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
1298       /* 21-30 */ 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
1299       /*    31 */ 6
1300     };
1301     return APInt(BitWidth, results[ (isSingleWord() ? VAL : pVal[0]) ]);
1302   }
1303
1304   // If the magnitude of the value fits in less than 52 bits (the precision of
1305   // an IEEE double precision floating point value), then we can use the
1306   // libc sqrt function which will probably use a hardware sqrt computation.
1307   // This should be faster than the algorithm below.
1308   if (magnitude < 52) {
1309 #ifdef _MSC_VER
1310     // Amazingly, VC++ doesn't have round().
1311     return APInt(BitWidth, 
1312                  uint64_t(::sqrt(double(isSingleWord()?VAL:pVal[0]))) + 0.5);
1313 #else
1314     return APInt(BitWidth, 
1315                  uint64_t(::round(::sqrt(double(isSingleWord()?VAL:pVal[0])))));
1316 #endif
1317   }
1318
1319   // Okay, all the short cuts are exhausted. We must compute it. The following
1320   // is a classical Babylonian method for computing the square root. This code
1321   // was adapted to APINt from a wikipedia article on such computations.
1322   // See http://www.wikipedia.org/ and go to the page named
1323   // Calculate_an_integer_square_root. 
1324   uint32_t nbits = BitWidth, i = 4;
1325   APInt testy(BitWidth, 16);
1326   APInt x_old(BitWidth, 1);
1327   APInt x_new(BitWidth, 0);
1328   APInt two(BitWidth, 2);
1329
1330   // Select a good starting value using binary logarithms.
1331   for (;; i += 2, testy = testy.shl(2)) 
1332     if (i >= nbits || this->ule(testy)) {
1333       x_old = x_old.shl(i / 2);
1334       break;
1335     }
1336
1337   // Use the Babylonian method to arrive at the integer square root: 
1338   for (;;) {
1339     x_new = (this->udiv(x_old) + x_old).udiv(two);
1340     if (x_old.ule(x_new))
1341       break;
1342     x_old = x_new;
1343   }
1344
1345   // Make sure we return the closest approximation
1346   // NOTE: The rounding calculation below is correct. It will produce an 
1347   // off-by-one discrepancy with results from pari/gp. That discrepancy has been
1348   // determined to be a rounding issue with pari/gp as it begins to use a 
1349   // floating point representation after 192 bits. There are no discrepancies
1350   // between this algorithm and pari/gp for bit widths < 192 bits.
1351   APInt square(x_old * x_old);
1352   APInt nextSquare((x_old + 1) * (x_old +1));
1353   if (this->ult(square))
1354     return x_old;
1355   else if (this->ule(nextSquare)) {
1356     APInt midpoint((nextSquare - square).udiv(two));
1357     APInt offset(*this - square);
1358     if (offset.ult(midpoint))
1359       return x_old;
1360     else
1361       return x_old + 1;
1362   } else
1363     assert(0 && "Error in APInt::sqrt computation");
1364   return x_old + 1;
1365 }
1366
1367 /// Implementation of Knuth's Algorithm D (Division of nonnegative integers)
1368 /// from "Art of Computer Programming, Volume 2", section 4.3.1, p. 272. The
1369 /// variables here have the same names as in the algorithm. Comments explain
1370 /// the algorithm and any deviation from it.
1371 static void KnuthDiv(uint32_t *u, uint32_t *v, uint32_t *q, uint32_t* r, 
1372                      uint32_t m, uint32_t n) {
1373   assert(u && "Must provide dividend");
1374   assert(v && "Must provide divisor");
1375   assert(q && "Must provide quotient");
1376   assert(u != v && u != q && v != q && "Must us different memory");
1377   assert(n>1 && "n must be > 1");
1378
1379   // Knuth uses the value b as the base of the number system. In our case b
1380   // is 2^31 so we just set it to -1u.
1381   uint64_t b = uint64_t(1) << 32;
1382
1383   DEBUG(cerr << "KnuthDiv: m=" << m << " n=" << n << '\n');
1384   DEBUG(cerr << "KnuthDiv: original:");
1385   DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << u[i]);
1386   DEBUG(cerr << " by");
1387   DEBUG(for (int i = n; i >0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << v[i-1]);
1388   DEBUG(cerr << '\n');
1389   // D1. [Normalize.] Set d = b / (v[n-1] + 1) and multiply all the digits of 
1390   // u and v by d. Note that we have taken Knuth's advice here to use a power 
1391   // of 2 value for d such that d * v[n-1] >= b/2 (b is the base). A power of 
1392   // 2 allows us to shift instead of multiply and it is easy to determine the 
1393   // shift amount from the leading zeros.  We are basically normalizing the u
1394   // and v so that its high bits are shifted to the top of v's range without
1395   // overflow. Note that this can require an extra word in u so that u must
1396   // be of length m+n+1.
1397   uint32_t shift = CountLeadingZeros_32(v[n-1]);
1398   uint32_t v_carry = 0;
1399   uint32_t u_carry = 0;
1400   if (shift) {
1401     for (uint32_t i = 0; i < m+n; ++i) {
1402       uint32_t u_tmp = u[i] >> (32 - shift);
1403       u[i] = (u[i] << shift) | u_carry;
1404       u_carry = u_tmp;
1405     }
1406     for (uint32_t i = 0; i < n; ++i) {
1407       uint32_t v_tmp = v[i] >> (32 - shift);
1408       v[i] = (v[i] << shift) | v_carry;
1409       v_carry = v_tmp;
1410     }
1411   }
1412   u[m+n] = u_carry;
1413   DEBUG(cerr << "KnuthDiv:   normal:");
1414   DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << u[i]);
1415   DEBUG(cerr << " by");
1416   DEBUG(for (int i = n; i >0; i--) cerr << " " << std::setbase(16) << v[i-1]);
1417   DEBUG(cerr << '\n');
1418
1419   // D2. [Initialize j.]  Set j to m. This is the loop counter over the places.
1420   int j = m;
1421   do {
1422     DEBUG(cerr << "KnuthDiv: quotient digit #" << j << '\n');
1423     // D3. [Calculate q'.]. 
1424     //     Set qp = (u[j+n]*b + u[j+n-1]) / v[n-1]. (qp=qprime=q')
1425     //     Set rp = (u[j+n]*b + u[j+n-1]) % v[n-1]. (rp=rprime=r')
1426     // Now test if qp == b or qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]; if so, decrease
1427     // qp by 1, inrease rp by v[n-1], and repeat this test if rp < b. The test
1428     // on v[n-2] determines at high speed most of the cases in which the trial
1429     // value qp is one too large, and it eliminates all cases where qp is two 
1430     // too large. 
1431     uint64_t dividend = ((uint64_t(u[j+n]) << 32) + u[j+n-1]);
1432     DEBUG(cerr << "KnuthDiv: dividend == " << dividend << '\n');
1433     uint64_t qp = dividend / v[n-1];
1434     uint64_t rp = dividend % v[n-1];
1435     if (qp == b || qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]) {
1436       qp--;
1437       rp += v[n-1];
1438       if (rp < b && (qp == b || qp*v[n-2] > b*rp + u[j+n-2]))
1439         qp--;
1440     }
1441     DEBUG(cerr << "KnuthDiv: qp == " << qp << ", rp == " << rp << '\n');
1442
1443     // D4. [Multiply and subtract.] Replace (u[j+n]u[j+n-1]...u[j]) with
1444     // (u[j+n]u[j+n-1]..u[j]) - qp * (v[n-1]...v[1]v[0]). This computation
1445     // consists of a simple multiplication by a one-place number, combined with
1446     // a subtraction. 
1447     bool isNeg = false;
1448     for (uint32_t i = 0; i < n; ++i) {
1449       uint64_t u_tmp = uint64_t(u[j+i]) | (uint64_t(u[j+i+1]) << 32);
1450       uint64_t subtrahend = uint64_t(qp) * uint64_t(v[i]);
1451       bool borrow = subtrahend > u_tmp;
1452       DEBUG(cerr << "KnuthDiv: u_tmp == " << u_tmp 
1453                  << ", subtrahend == " << subtrahend
1454                  << ", borrow = " << borrow << '\n');
1455
1456       uint64_t result = u_tmp - subtrahend;
1457       uint32_t k = j + i;
1458       u[k++] = result & (b-1); // subtract low word
1459       u[k++] = result >> 32;   // subtract high word
1460       while (borrow && k <= m+n) { // deal with borrow to the left
1461         borrow = u[k] == 0;
1462         u[k]--;
1463         k++;
1464       }
1465       isNeg |= borrow;
1466       DEBUG(cerr << "KnuthDiv: u[j+i] == " << u[j+i] << ",  u[j+i+1] == " << 
1467                     u[j+i+1] << '\n'); 
1468     }
1469     DEBUG(cerr << "KnuthDiv: after subtraction:");
1470     DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << u[i]);
1471     DEBUG(cerr << '\n');
1472     // The digits (u[j+n]...u[j]) should be kept positive; if the result of 
1473     // this step is actually negative, (u[j+n]...u[j]) should be left as the 
1474     // true value plus b**(n+1), namely as the b's complement of
1475     // the true value, and a "borrow" to the left should be remembered.
1476     //
1477     if (isNeg) {
1478       bool carry = true;  // true because b's complement is "complement + 1"
1479       for (uint32_t i = 0; i <= m+n; ++i) {
1480         u[i] = ~u[i] + carry; // b's complement
1481         carry = carry && u[i] == 0;
1482       }
1483     }
1484     DEBUG(cerr << "KnuthDiv: after complement:");
1485     DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr << " " << u[i]);
1486     DEBUG(cerr << '\n');
1487
1488     // D5. [Test remainder.] Set q[j] = qp. If the result of step D4 was 
1489     // negative, go to step D6; otherwise go on to step D7.
1490     q[j] = qp;
1491     if (isNeg) {
1492       // D6. [Add back]. The probability that this step is necessary is very 
1493       // small, on the order of only 2/b. Make sure that test data accounts for
1494       // this possibility. Decrease q[j] by 1 
1495       q[j]--;
1496       // and add (0v[n-1]...v[1]v[0]) to (u[j+n]u[j+n-1]...u[j+1]u[j]). 
1497       // A carry will occur to the left of u[j+n], and it should be ignored 
1498       // since it cancels with the borrow that occurred in D4.
1499       bool carry = false;
1500       for (uint32_t i = 0; i < n; i++) {
1501         uint32_t limit = std::min(u[j+i],v[i]);
1502         u[j+i] += v[i] + carry;
1503         carry = u[j+i] < limit || (carry && u[j+i] == limit);
1504       }
1505       u[j+n] += carry;
1506     }
1507     DEBUG(cerr << "KnuthDiv: after correction:");
1508     DEBUG(for (int i = m+n; i >=0; i--) cerr <<" " << u[i]);
1509     DEBUG(cerr << "\nKnuthDiv: digit result = " << q[j] << '\n');
1510
1511   // D7. [Loop on j.]  Decrease j by one. Now if j >= 0, go back to D3.
1512   } while (--j >= 0);
1513
1514   DEBUG(cerr << "KnuthDiv: quotient:");
1515   DEBUG(for (int i = m; i >=0; i--) cerr <<" " << q[i]);
1516   DEBUG(cerr << '\n');
1517
1518   // D8. [Unnormalize]. Now q[...] is the desired quotient, and the desired
1519   // remainder may be obtained by dividing u[...] by d. If r is non-null we
1520   // compute the remainder (urem uses this).
1521   if (r) {
1522     // The value d is expressed by the "shift" value above since we avoided
1523     // multiplication by d by using a shift left. So, all we have to do is
1524     // shift right here. In order to mak
1525     if (shift) {
1526       uint32_t carry = 0;
1527       DEBUG(cerr << "KnuthDiv: remainder:");
1528       for (int i = n-1; i >= 0; i--) {
1529         r[i] = (u[i] >> shift) | carry;
1530         carry = u[i] << (32 - shift);
1531         DEBUG(cerr << " " << r[i]);
1532       }
1533     } else {
1534       for (int i = n-1; i >= 0; i--) {
1535         r[i] = u[i];
1536         DEBUG(cerr << " " << r[i]);
1537       }
1538     }
1539     DEBUG(cerr << '\n');
1540   }
1541   DEBUG(cerr << std::setbase(10) << '\n');
1542 }
1543
1544 void APInt::divide(const APInt LHS, uint32_t lhsWords, 
1545                    const APInt &RHS, uint32_t rhsWords,
1546                    APInt *Quotient, APInt *Remainder)
1547 {
1548   assert(lhsWords >= rhsWords && "Fractional result");
1549
1550   // First, compose the values into an array of 32-bit words instead of 
1551   // 64-bit words. This is a necessity of both the "short division" algorithm
1552   // and the the Knuth "classical algorithm" which requires there to be native 
1553   // operations for +, -, and * on an m bit value with an m*2 bit result. We 
1554   // can't use 64-bit operands here because we don't have native results of 
1555   // 128-bits. Furthremore, casting the 64-bit values to 32-bit values won't 
1556   // work on large-endian machines.
1557   uint64_t mask = ~0ull >> (sizeof(uint32_t)*8);
1558   uint32_t n = rhsWords * 2;
1559   uint32_t m = (lhsWords * 2) - n;
1560
1561   // Allocate space for the temporary values we need either on the stack, if
1562   // it will fit, or on the heap if it won't.
1563   uint32_t SPACE[128];
1564   uint32_t *U = 0;
1565   uint32_t *V = 0;
1566   uint32_t *Q = 0;
1567   uint32_t *R = 0;
1568   if ((Remainder?4:3)*n+2*m+1 <= 128) {
1569     U = &SPACE[0];
1570     V = &SPACE[m+n+1];
1571     Q = &SPACE[(m+n+1) + n];
1572     if (Remainder)
1573       R = &SPACE[(m+n+1) + n + (m+n)];
1574   } else {
1575     U = new uint32_t[m + n + 1];
1576     V = new uint32_t[n];
1577     Q = new uint32_t[m+n];
1578     if (Remainder)
1579       R = new uint32_t[n];
1580   }
1581
1582   // Initialize the dividend
1583   memset(U, 0, (m+n+1)*sizeof(uint32_t));
1584   for (unsigned i = 0; i < lhsWords; ++i) {
1585     uint64_t tmp = (LHS.getNumWords() == 1 ? LHS.VAL : LHS.pVal[i]);
1586     U[i * 2] = tmp & mask;
1587     U[i * 2 + 1] = tmp >> (sizeof(uint32_t)*8);
1588   }
1589   U[m+n] = 0; // this extra word is for "spill" in the Knuth algorithm.
1590
1591   // Initialize the divisor
1592   memset(V, 0, (n)*sizeof(uint32_t));
1593   for (unsigned i = 0; i < rhsWords; ++i) {
1594     uint64_t tmp = (RHS.getNumWords() == 1 ? RHS.VAL : RHS.pVal[i]);
1595     V[i * 2] = tmp & mask;
1596     V[i * 2 + 1] = tmp >> (sizeof(uint32_t)*8);
1597   }
1598
1599   // initialize the quotient and remainder
1600   memset(Q, 0, (m+n) * sizeof(uint32_t));
1601   if (Remainder)
1602     memset(R, 0, n * sizeof(uint32_t));
1603
1604   // Now, adjust m and n for the Knuth division. n is the number of words in 
1605   // the divisor. m is the number of words by which the dividend exceeds the
1606   // divisor (i.e. m+n is the length of the dividend). These sizes must not 
1607   // contain any zero words or the Knuth algorithm fails.
1608   for (unsigned i = n; i > 0 && V[i-1] == 0; i--) {
1609     n--;
1610     m++;
1611   }
1612   for (unsigned i = m+n; i > 0 && U[i-1] == 0; i--)
1613     m--;
1614
1615   // If we're left with only a single word for the divisor, Knuth doesn't work
1616   // so we implement the short division algorithm here. This is much simpler
1617   // and faster because we are certain that we can divide a 64-bit quantity
1618   // by a 32-bit quantity at hardware speed and short division is simply a
1619   // series of such operations. This is just like doing short division but we
1620   // are using base 2^32 instead of base 10.
1621   assert(n != 0 && "Divide by zero?");
1622   if (n == 1) {
1623     uint32_t divisor = V[0];
1624     uint32_t remainder = 0;
1625     for (int i = m+n-1; i >= 0; i--) {
1626       uint64_t partial_dividend = uint64_t(remainder) << 32 | U[i];
1627       if (partial_dividend == 0) {
1628         Q[i] = 0;
1629         remainder = 0;
1630       } else if (partial_dividend < divisor) {
1631         Q[i] = 0;
1632         remainder = partial_dividend;
1633       } else if (partial_dividend == divisor) {
1634         Q[i] = 1;
1635         remainder = 0;
1636       } else {
1637         Q[i] = partial_dividend / divisor;
1638         remainder = partial_dividend - (Q[i] * divisor);
1639       }
1640     }
1641     if (R)
1642       R[0] = remainder;
1643   } else {
1644     // Now we're ready to invoke the Knuth classical divide algorithm. In this
1645     // case n > 1.
1646     KnuthDiv(U, V, Q, R, m, n);
1647   }
1648
1649   // If the caller wants the quotient
1650   if (Quotient) {
1651     // Set up the Quotient value's memory.
1652     if (Quotient->BitWidth != LHS.BitWidth) {
1653       if (Quotient->isSingleWord())
1654         Quotient->VAL = 0;
1655       else
1656         delete [] Quotient->pVal;
1657       Quotient->BitWidth = LHS.BitWidth;
1658       if (!Quotient->isSingleWord())
1659         Quotient->pVal = getClearedMemory(Quotient->getNumWords());
1660     } else
1661       Quotient->clear();
1662
1663     // The quotient is in Q. Reconstitute the quotient into Quotient's low 
1664     // order words.
1665     if (lhsWords == 1) {
1666       uint64_t tmp = 
1667         uint64_t(Q[0]) | (uint64_t(Q[1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
1668       if (Quotient->isSingleWord())
1669         Quotient->VAL = tmp;
1670       else
1671         Quotient->pVal[0] = tmp;
1672     } else {
1673       assert(!Quotient->isSingleWord() && "Quotient APInt not large enough");
1674       for (unsigned i = 0; i < lhsWords; ++i)
1675         Quotient->pVal[i] = 
1676           uint64_t(Q[i*2]) | (uint64_t(Q[i*2+1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
1677     }
1678   }
1679
1680   // If the caller wants the remainder
1681   if (Remainder) {
1682     // Set up the Remainder value's memory.
1683     if (Remainder->BitWidth != RHS.BitWidth) {
1684       if (Remainder->isSingleWord())
1685         Remainder->VAL = 0;
1686       else
1687         delete [] Remainder->pVal;
1688       Remainder->BitWidth = RHS.BitWidth;
1689       if (!Remainder->isSingleWord())
1690         Remainder->pVal = getClearedMemory(Remainder->getNumWords());
1691     } else
1692       Remainder->clear();
1693
1694     // The remainder is in R. Reconstitute the remainder into Remainder's low
1695     // order words.
1696     if (rhsWords == 1) {
1697       uint64_t tmp = 
1698         uint64_t(R[0]) | (uint64_t(R[1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
1699       if (Remainder->isSingleWord())
1700         Remainder->VAL = tmp;
1701       else
1702         Remainder->pVal[0] = tmp;
1703     } else {
1704       assert(!Remainder->isSingleWord() && "Remainder APInt not large enough");
1705       for (unsigned i = 0; i < rhsWords; ++i)
1706         Remainder->pVal[i] = 
1707           uint64_t(R[i*2]) | (uint64_t(R[i*2+1]) << (APINT_BITS_PER_WORD / 2));
1708     }
1709   }
1710
1711   // Clean up the memory we allocated.
1712   if (U != &SPACE[0]) {
1713     delete [] U;
1714     delete [] V;
1715     delete [] Q;
1716     delete [] R;
1717   }
1718 }
1719
1720 APInt APInt::udiv(const APInt& RHS) const {
1721   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
1722
1723   // First, deal with the easy case
1724   if (isSingleWord()) {
1725     assert(RHS.VAL != 0 && "Divide by zero?");
1726     return APInt(BitWidth, VAL / RHS.VAL);
1727   }
1728
1729   // Get some facts about the LHS and RHS number of bits and words
1730   uint32_t rhsBits = RHS.getActiveBits();
1731   uint32_t rhsWords = !rhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(rhsBits - 1) + 1);
1732   assert(rhsWords && "Divided by zero???");
1733   uint32_t lhsBits = this->getActiveBits();
1734   uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(lhsBits - 1) + 1);
1735
1736   // Deal with some degenerate cases
1737   if (!lhsWords) 
1738     // 0 / X ===> 0
1739     return APInt(BitWidth, 0); 
1740   else if (lhsWords < rhsWords || this->ult(RHS)) {
1741     // X / Y ===> 0, iff X < Y
1742     return APInt(BitWidth, 0);
1743   } else if (*this == RHS) {
1744     // X / X ===> 1
1745     return APInt(BitWidth, 1);
1746   } else if (lhsWords == 1 && rhsWords == 1) {
1747     // All high words are zero, just use native divide
1748     return APInt(BitWidth, this->pVal[0] / RHS.pVal[0]);
1749   }
1750
1751   // We have to compute it the hard way. Invoke the Knuth divide algorithm.
1752   APInt Quotient(1,0); // to hold result.
1753   divide(*this, lhsWords, RHS, rhsWords, &Quotient, 0);
1754   return Quotient;
1755 }
1756
1757 APInt APInt::urem(const APInt& RHS) const {
1758   assert(BitWidth == RHS.BitWidth && "Bit widths must be the same");
1759   if (isSingleWord()) {
1760     assert(RHS.VAL != 0 && "Remainder by zero?");
1761     return APInt(BitWidth, VAL % RHS.VAL);
1762   }
1763
1764   // Get some facts about the LHS
1765   uint32_t lhsBits = getActiveBits();
1766   uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : (whichWord(lhsBits - 1) + 1);
1767
1768   // Get some facts about the RHS
1769   uint32_t rhsBits = RHS.getActiveBits();
1770   uint32_t rhsWords = !rhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(rhsBits - 1) + 1);
1771   assert(rhsWords && "Performing remainder operation by zero ???");
1772
1773   // Check the degenerate cases
1774   if (lhsWords == 0) {
1775     // 0 % Y ===> 0
1776     return APInt(BitWidth, 0);
1777   } else if (lhsWords < rhsWords || this->ult(RHS)) {
1778     // X % Y ===> X, iff X < Y
1779     return *this;
1780   } else if (*this == RHS) {
1781     // X % X == 0;
1782     return APInt(BitWidth, 0);
1783   } else if (lhsWords == 1) {
1784     // All high words are zero, just use native remainder
1785     return APInt(BitWidth, pVal[0] % RHS.pVal[0]);
1786   }
1787
1788   // We have to compute it the hard way. Invoke the Knuth divide algorithm.
1789   APInt Remainder(1,0);
1790   divide(*this, lhsWords, RHS, rhsWords, 0, &Remainder);
1791   return Remainder;
1792 }
1793
1794 void APInt::udivrem(const APInt &LHS, const APInt &RHS, 
1795                     APInt &Quotient, APInt &Remainder) {
1796   // Get some size facts about the dividend and divisor
1797   uint32_t lhsBits  = LHS.getActiveBits();
1798   uint32_t lhsWords = !lhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(lhsBits - 1) + 1);
1799   uint32_t rhsBits  = RHS.getActiveBits();
1800   uint32_t rhsWords = !rhsBits ? 0 : (APInt::whichWord(rhsBits - 1) + 1);
1801
1802   // Check the degenerate cases
1803   if (lhsWords == 0) {              
1804     Quotient = 0;                // 0 / Y ===> 0
1805     Remainder = 0;               // 0 % Y ===> 0
1806     return;
1807   } 
1808   
1809   if (lhsWords < rhsWords || LHS.ult(RHS)) { 
1810     Quotient = 0;               // X / Y ===> 0, iff X < Y
1811     Remainder = LHS;            // X % Y ===> X, iff X < Y
1812     return;
1813   } 
1814   
1815   if (LHS == RHS) {
1816     Quotient  = 1;              // X / X ===> 1
1817     Remainder = 0;              // X % X ===> 0;
1818     return;
1819   } 
1820   
1821   if (lhsWords == 1 && rhsWords == 1) {
1822     // There is only one word to consider so use the native versions.
1823     if (LHS.isSingleWord()) {
1824       Quotient = APInt(LHS.getBitWidth(), LHS.VAL / RHS.VAL);
1825       Remainder = APInt(LHS.getBitWidth(), LHS.VAL % RHS.VAL);
1826     } else {
1827       Quotient = APInt(LHS.getBitWidth(), LHS.pVal[0] / RHS.pVal[0]);
1828       Remainder = APInt(LHS.getBitWidth(), LHS.pVal[0] % RHS.pVal[0]);
1829     }
1830     return;
1831   }
1832
1833   // Okay, lets do it the long way
1834   divide(LHS, lhsWords, RHS, rhsWords, &Quotient, &Remainder);
1835 }
1836
1837 void APInt::fromString(uint32_t numbits, const char *str, uint32_t slen, 
1838                        uint8_t radix) {
1839   // Check our assumptions here
1840   assert((radix == 10 || radix == 8 || radix == 16 || radix == 2) &&
1841          "Radix should be 2, 8, 10, or 16!");
1842   assert(str && "String is null?");
1843   bool isNeg = str[0] == '-';
1844   if (isNeg)
1845     str++, slen--;
1846   assert((slen <= numbits || radix != 2) && "Insufficient bit width");
1847   assert((slen*3 <= numbits || radix != 8) && "Insufficient bit width");
1848   assert((slen*4 <= numbits || radix != 16) && "Insufficient bit width");
1849   assert(((slen*64)/22 <= numbits || radix != 10) && "Insufficient bit width");
1850
1851   // Allocate memory
1852   if (!isSingleWord())
1853     pVal = getClearedMemory(getNumWords());
1854
1855   // Figure out if we can shift instead of multiply
1856   uint32_t shift = (radix == 16 ? 4 : radix == 8 ? 3 : radix == 2 ? 1 : 0);
1857
1858   // Set up an APInt for the digit to add outside the loop so we don't
1859   // constantly construct/destruct it.
1860   APInt apdigit(getBitWidth(), 0);
1861   APInt apradix(getBitWidth(), radix);
1862
1863   // Enter digit traversal loop
1864   for (unsigned i = 0; i < slen; i++) {
1865     // Get a digit
1866     uint32_t digit = 0;
1867     char cdigit = str[i];
1868     if (radix == 16) {
1869       if (!isxdigit(cdigit))
1870         assert(0 && "Invalid hex digit in string");
1871       if (isdigit(cdigit))
1872         digit = cdigit - '0';
1873       else if (cdigit >= 'a')
1874         digit = cdigit - 'a' + 10;
1875       else if (cdigit >= 'A')
1876         digit = cdigit - 'A' + 10;
1877       else
1878         assert(0 && "huh? we shouldn't get here");
1879     } else if (isdigit(cdigit)) {
1880       digit = cdigit - '0';
1881     } else {
1882       assert(0 && "Invalid character in digit string");
1883     }
1884
1885     // Shift or multiply the value by the radix
1886     if (shift)
1887       *this <<= shift;
1888     else
1889       *this *= apradix;
1890
1891     // Add in the digit we just interpreted
1892     if (apdigit.isSingleWord())
1893       apdigit.VAL = digit;
1894     else
1895       apdigit.pVal[0] = digit;
1896     *this += apdigit;
1897   }
1898   // If its negative, put it in two's complement form
1899   if (isNeg) {
1900     (*this)--;
1901     this->flip();
1902   }
1903 }
1904
1905 std::string APInt::toString(uint8_t radix, bool wantSigned) const {
1906   assert((radix == 10 || radix == 8 || radix == 16 || radix == 2) &&
1907          "Radix should be 2, 8, 10, or 16!");
1908   static const char *digits[] = { 
1909     "0","1","2","3","4","5","6","7","8","9","A","B","C","D","E","F" 
1910   };
1911   std::string result;
1912   uint32_t bits_used = getActiveBits();
1913   if (isSingleWord()) {
1914     char buf[65];
1915     const char *format = (radix == 10 ? (wantSigned ? "%lld" : "%llu") :
1916        (radix == 16 ? "%llX" : (radix == 8 ? "%llo" : 0)));
1917     if (format) {
1918       if (wantSigned) {
1919         int64_t sextVal = (int64_t(VAL) << (APINT_BITS_PER_WORD-BitWidth)) >> 
1920                            (APINT_BITS_PER_WORD-BitWidth);
1921         sprintf(buf, format, sextVal);
1922       } else 
1923         sprintf(buf, format, VAL);
1924     } else {
1925       memset(buf, 0, 65);
1926       uint64_t v = VAL;
1927       while (bits_used) {
1928         uint32_t bit = v & 1;
1929         bits_used--;
1930         buf[bits_used] = digits[bit][0];
1931         v >>=1;
1932       }
1933     }
1934     result = buf;
1935     return result;
1936   }
1937
1938   if (radix != 10) {
1939     // For the 2, 8 and 16 bit cases, we can just shift instead of divide 
1940     // because the number of bits per digit (1,3 and 4 respectively) divides 
1941     // equaly. We just shift until there value is zero.
1942
1943     // First, check for a zero value and just short circuit the logic below.
1944     if (*this == 0)
1945       result = "0";
1946     else {
1947       APInt tmp(*this);
1948       size_t insert_at = 0;
1949       if (wantSigned && this->isNegative()) {
1950         // They want to print the signed version and it is a negative value
1951         // Flip the bits and add one to turn it into the equivalent positive
1952         // value and put a '-' in the result.
1953         tmp.flip();
1954         tmp++;
1955         result = "-";
1956         insert_at = 1;
1957       }
1958       // Just shift tmp right for each digit width until it becomes zero
1959       uint32_t shift = (radix == 16 ? 4 : (radix == 8 ? 3 : 1));
1960       uint64_t mask = radix - 1;
1961       APInt zero(tmp.getBitWidth(), 0);
1962       while (tmp.ne(zero)) {
1963         unsigned digit = (tmp.isSingleWord() ? tmp.VAL : tmp.pVal[0]) & mask;
1964         result.insert(insert_at, digits[digit]);
1965         tmp = tmp.lshr(shift);
1966       }
1967     }
1968     return result;
1969   }
1970
1971   APInt tmp(*this);
1972   APInt divisor(4, radix);
1973   APInt zero(tmp.getBitWidth(), 0);
1974   size_t insert_at = 0;
1975   if (wantSigned && tmp[BitWidth-1]) {
1976     // They want to print the signed version and it is a negative value
1977     // Flip the bits and add one to turn it into the equivalent positive
1978     // value and put a '-' in the result.
1979     tmp.flip();
1980     tmp++;
1981     result = "-";
1982     insert_at = 1;
1983   }
1984   if (tmp == APInt(tmp.getBitWidth(), 0))
1985     result = "0";
1986   else while (tmp.ne(zero)) {
1987     APInt APdigit(1,0);
1988     APInt tmp2(tmp.getBitWidth(), 0);
1989     divide(tmp, tmp.getNumWords(), divisor, divisor.getNumWords(), &tmp2, 
1990            &APdigit);
1991     uint32_t digit = APdigit.getZExtValue();
1992     assert(digit < radix && "divide failed");
1993     result.insert(insert_at,digits[digit]);
1994     tmp = tmp2;
1995   }
1996
1997   return result;
1998 }
1999
2000 void APInt::dump() const
2001 {
2002   cerr << "APInt(" << BitWidth << ")=" << std::setbase(16);
2003   if (isSingleWord())
2004     cerr << VAL;
2005   else for (unsigned i = getNumWords(); i > 0; i--) {
2006     cerr << pVal[i-1] << " ";
2007   }
2008   cerr << " U(" << this->toStringUnsigned(10) << ") S("
2009        << this->toStringSigned(10) << ")" << std::setbase(10);
2010 }
2011
2012 // This implements a variety of operations on a representation of
2013 // arbitrary precision, two's-complement, bignum integer values.
2014
2015 /* Assumed by lowHalf, highHalf, partMSB and partLSB.  A fairly safe
2016    and unrestricting assumption.  */
2017 COMPILE_TIME_ASSERT(integerPartWidth % 2 == 0);
2018
2019 /* Some handy functions local to this file.  */
2020 namespace {
2021
2022   /* Returns the integer part with the least significant BITS set.
2023      BITS cannot be zero.  */
2024   inline integerPart
2025   lowBitMask(unsigned int bits)
2026   {
2027     assert (bits != 0 && bits <= integerPartWidth);
2028
2029     return ~(integerPart) 0 >> (integerPartWidth - bits);
2030   }
2031
2032   /* Returns the value of the lower half of PART.  */
2033   inline integerPart
2034   lowHalf(integerPart part)
2035   {
2036     return part & lowBitMask(integerPartWidth / 2);
2037   }
2038
2039   /* Returns the value of the upper half of PART.  */
2040   inline integerPart
2041   highHalf(integerPart part)
2042   {
2043     return part >> (integerPartWidth / 2);
2044   }
2045
2046   /* Returns the bit number of the most significant set bit of a part.
2047      If the input number has no bits set -1U is returned.  */
2048   unsigned int
2049   partMSB(integerPart value)
2050   {
2051     unsigned int n, msb;
2052
2053     if (value == 0)
2054       return -1U;
2055
2056     n = integerPartWidth / 2;
2057
2058     msb = 0;
2059     do {
2060       if (value >> n) {
2061         value >>= n;
2062         msb += n;
2063       }
2064
2065       n >>= 1;
2066     } while (n);
2067
2068     return msb;
2069   }
2070
2071   /* Returns the bit number of the least significant set bit of a
2072      part.  If the input number has no bits set -1U is returned.  */
2073   unsigned int
2074   partLSB(integerPart value)
2075   {
2076     unsigned int n, lsb;
2077
2078     if (value == 0)
2079       return -1U;
2080
2081     lsb = integerPartWidth - 1;
2082     n = integerPartWidth / 2;
2083
2084     do {
2085       if (value << n) {
2086         value <<= n;
2087         lsb -= n;
2088       }
2089
2090       n >>= 1;
2091     } while (n);
2092
2093     return lsb;
2094   }
2095 }
2096
2097 /* Sets the least significant part of a bignum to the input value, and
2098    zeroes out higher parts.  */
2099 void
2100 APInt::tcSet(integerPart *dst, integerPart part, unsigned int parts)
2101 {
2102   unsigned int i;
2103
2104   assert (parts > 0);
2105
2106   dst[0] = part;
2107   for(i = 1; i < parts; i++)
2108     dst[i] = 0;
2109 }
2110
2111 /* Assign one bignum to another.  */
2112 void
2113 APInt::tcAssign(integerPart *dst, const integerPart *src, unsigned int parts)
2114 {
2115   unsigned int i;
2116
2117   for(i = 0; i < parts; i++)
2118     dst[i] = src[i];
2119 }
2120
2121 /* Returns true if a bignum is zero, false otherwise.  */
2122 bool
2123 APInt::tcIsZero(const integerPart *src, unsigned int parts)
2124 {
2125   unsigned int i;
2126
2127   for(i = 0; i < parts; i++)
2128     if (src[i])
2129       return false;
2130
2131   return true;
2132 }
2133
2134 /* Extract the given bit of a bignum; returns 0 or 1.  */
2135 int
2136 APInt::tcExtractBit(const integerPart *parts, unsigned int bit)
2137 {
2138   return(parts[bit / integerPartWidth]
2139          & ((integerPart) 1 << bit % integerPartWidth)) != 0;
2140 }
2141
2142 /* Set the given bit of a bignum.  */
2143 void
2144 APInt::tcSetBit(integerPart *parts, unsigned int bit)
2145 {
2146   parts[bit / integerPartWidth] |= (integerPart) 1 << (bit % integerPartWidth);
2147 }
2148
2149 /* Returns the bit number of the least significant set bit of a
2150    number.  If the input number has no bits set -1U is returned.  */
2151 unsigned int
2152 APInt::tcLSB(const integerPart *parts, unsigned int n)
2153 {
2154   unsigned int i, lsb;
2155
2156   for(i = 0; i < n; i++) {
2157       if (parts[i] != 0) {
2158           lsb = partLSB(parts[i]);
2159
2160           return lsb + i * integerPartWidth;
2161       }
2162   }
2163
2164   return -1U;
2165 }
2166
2167 /* Returns the bit number of the most significant set bit of a number.
2168    If the input number has no bits set -1U is returned.  */
2169 unsigned int
2170 APInt::tcMSB(const integerPart *parts, unsigned int n)
2171 {
2172   unsigned int msb;
2173
2174   do {
2175       --n;
2176
2177       if (parts[n] != 0) {
2178           msb = partMSB(parts[n]);
2179
2180           return msb + n * integerPartWidth;
2181       }
2182   } while (n);
2183
2184   return -1U;
2185 }
2186
2187 /* Copy the bit vector of width srcBITS from SRC, starting at bit
2188    srcLSB, to DST, of dstCOUNT parts, such that the bit srcLSB becomes
2189    the least significant bit of DST.  All high bits above srcBITS in
2190    DST are zero-filled.  */
2191 void
2192 APInt::tcExtract(integerPart *dst, unsigned int dstCount, const integerPart *src,
2193                  unsigned int srcBits, unsigned int srcLSB)
2194 {
2195   unsigned int firstSrcPart, dstParts, shift, n;
2196
2197   dstParts = (srcBits + integerPartWidth - 1) / integerPartWidth;
2198   assert (dstParts <= dstCount);
2199
2200   firstSrcPart = srcLSB / integerPartWidth;
2201   tcAssign (dst, src + firstSrcPart, dstParts);
2202
2203   shift = srcLSB % integerPartWidth;
2204   tcShiftRight (dst, dstParts, shift);
2205
2206   /* We now have (dstParts * integerPartWidth - shift) bits from SRC
2207      in DST.  If this is less that srcBits, append the rest, else
2208      clear the high bits.  */
2209   n = dstParts * integerPartWidth - shift;
2210   if (n < srcBits) {
2211     integerPart mask = lowBitMask (srcBits - n);
2212     dst[dstParts - 1] |= ((src[firstSrcPart + dstParts] & mask)
2213                           << n % integerPartWidth);
2214   } else if (n > srcBits) {
2215     dst[dstParts - 1] &= lowBitMask (srcBits % integerPartWidth);
2216   }
2217
2218   /* Clear high parts.  */
2219   while (dstParts < dstCount)
2220     dst[dstParts++] = 0;
2221 }
2222
2223 /* DST += RHS + C where C is zero or one.  Returns the carry flag.  */
2224 integerPart
2225 APInt::tcAdd(integerPart *dst, const integerPart *rhs,
2226              integerPart c, unsigned int parts)
2227 {
2228   unsigned int i;
2229
2230   assert(c <= 1);
2231
2232   for(i = 0; i < parts; i++) {
2233     integerPart l;
2234
2235     l = dst[i];
2236     if (c) {
2237       dst[i] += rhs[i] + 1;
2238       c = (dst[i] <= l);
2239     } else {
2240       dst[i] += rhs[i];
2241       c = (dst[i] < l);
2242     }
2243   }
2244
2245   return c;
2246 }
2247
2248 /* DST -= RHS + C where C is zero or one.  Returns the carry flag.  */
2249 integerPart
2250 APInt::tcSubtract(integerPart *dst, const integerPart *rhs,
2251                   integerPart c, unsigned int parts)
2252 {
2253   unsigned int i;
2254
2255   assert(c <= 1);
2256
2257   for(i = 0; i < parts; i++) {
2258     integerPart l;
2259
2260     l = dst[i];
2261     if (c) {
2262       dst[i] -= rhs[i] + 1;
2263       c = (dst[i] >= l);
2264     } else {
2265       dst[i] -= rhs[i];
2266       c = (dst[i] > l);
2267     }
2268   }
2269
2270   return c;
2271 }
2272
2273 /* Negate a bignum in-place.  */
2274 void
2275 APInt::tcNegate(integerPart *dst, unsigned int parts)
2276 {
2277   tcComplement(dst, parts);
2278   tcIncrement(dst, parts);
2279 }
2280
2281 /*  DST += SRC * MULTIPLIER + CARRY   if add is true
2282     DST  = SRC * MULTIPLIER + CARRY   if add is false
2283
2284     Requires 0 <= DSTPARTS <= SRCPARTS + 1.  If DST overlaps SRC
2285     they must start at the same point, i.e. DST == SRC.
2286
2287     If DSTPARTS == SRCPARTS + 1 no overflow occurs and zero is
2288     returned.  Otherwise DST is filled with the least significant
2289     DSTPARTS parts of the result, and if all of the omitted higher
2290     parts were zero return zero, otherwise overflow occurred and
2291     return one.  */
2292 int
2293 APInt::tcMultiplyPart(integerPart *dst, const integerPart *src,
2294                       integerPart multiplier, integerPart carry,
2295                       unsigned int srcParts, unsigned int dstParts,
2296                       bool add)
2297 {
2298   unsigned int i, n;
2299
2300   /* Otherwise our writes of DST kill our later reads of SRC.  */
2301   assert(dst <= src || dst >= src + srcParts);
2302   assert(dstParts <= srcParts + 1);
2303
2304   /* N loops; minimum of dstParts and srcParts.  */
2305   n = dstParts < srcParts ? dstParts: srcParts;
2306
2307   for(i = 0; i < n; i++) {
2308     integerPart low, mid, high, srcPart;
2309
2310       /* [ LOW, HIGH ] = MULTIPLIER * SRC[i] + DST[i] + CARRY.
2311
2312          This cannot overflow, because
2313
2314          (n - 1) * (n - 1) + 2 (n - 1) = (n - 1) * (n + 1)
2315
2316          which is less than n^2.  */
2317
2318     srcPart = src[i];
2319
2320     if (multiplier == 0 || srcPart == 0)        {
2321       low = carry;
2322       high = 0;
2323     } else {
2324       low = lowHalf(srcPart) * lowHalf(multiplier);
2325       high = highHalf(srcPart) * highHalf(multiplier);
2326
2327       mid = lowHalf(srcPart) * highHalf(multiplier);
2328       high += highHalf(mid);
2329       mid <<= integerPartWidth / 2;
2330       if (low + mid < low)
2331         high++;
2332       low += mid;
2333
2334       mid = highHalf(srcPart) * lowHalf(multiplier);
2335       high += highHalf(mid);
2336       mid <<= integerPartWidth / 2;
2337       if (low + mid < low)
2338         high++;
2339       low += mid;
2340
2341       /* Now add carry.  */
2342       if (low + carry < low)
2343         high++;
2344       low += carry;
2345     }
2346
2347     if (add) {
2348       /* And now DST[i], and store the new low part there.  */
2349       if (low + dst[i] < low)
2350         high++;
2351       dst[i] += low;
2352     } else
2353       dst[i] = low;
2354
2355     carry = high;
2356   }
2357
2358   if (i < dstParts) {
2359     /* Full multiplication, there is no overflow.  */
2360     assert(i + 1 == dstParts);
2361     dst[i] = carry;
2362     return 0;
2363   } else {
2364     /* We overflowed if there is carry.  */
2365     if (carry)
2366       return 1;
2367
2368     /* We would overflow if any significant unwritten parts would be
2369        non-zero.  This is true if any remaining src parts are non-zero
2370        and the multiplier is non-zero.  */
2371     if (multiplier)
2372       for(; i < srcParts; i++)
2373         if (src[i])
2374           return 1;
2375
2376     /* We fitted in the narrow destination.  */
2377     return 0;
2378   }
2379 }
2380
2381 /* DST = LHS * RHS, where DST has the same width as the operands and
2382    is filled with the least significant parts of the result.  Returns
2383    one if overflow occurred, otherwise zero.  DST must be disjoint
2384    from both operands.  */
2385 int
2386 APInt::tcMultiply(integerPart *dst, const integerPart *lhs,
2387                   const integerPart *rhs, unsigned int parts)
2388 {
2389   unsigned int i;
2390   int overflow;
2391
2392   assert(dst != lhs && dst != rhs);
2393
2394   overflow = 0;
2395   tcSet(dst, 0, parts);
2396
2397   for(i = 0; i < parts; i++)
2398     overflow |= tcMultiplyPart(&dst[i], lhs, rhs[i], 0, parts,
2399                                parts - i, true);
2400
2401   return overflow;
2402 }
2403
2404 /* DST = LHS * RHS, where DST has width the sum of the widths of the
2405    operands.  No overflow occurs.  DST must be disjoint from both
2406    operands.  Returns the number of parts required to hold the
2407    result.  */
2408 unsigned int
2409 APInt::tcFullMultiply(integerPart *dst, const integerPart *lhs,
2410                       const integerPart *rhs, unsigned int lhsParts,
2411                       unsigned int rhsParts)
2412 {
2413   /* Put the narrower number on the LHS for less loops below.  */
2414   if (lhsParts > rhsParts) {
2415     return tcFullMultiply (dst, rhs, lhs, rhsParts, lhsParts);
2416   } else {
2417     unsigned int n;
2418
2419     assert(dst != lhs && dst != rhs);
2420
2421     tcSet(dst, 0, rhsParts);
2422
2423     for(n = 0; n < lhsParts; n++)
2424       tcMultiplyPart(&dst[n], rhs, lhs[n], 0, rhsParts, rhsParts + 1, true);
2425
2426     n = lhsParts + rhsParts;
2427
2428     return n - (dst[n - 1] == 0);
2429   }
2430 }
2431
2432 /* If RHS is zero LHS and REMAINDER are left unchanged, return one.
2433    Otherwise set LHS to LHS / RHS with the fractional part discarded,
2434    set REMAINDER to the remainder, return zero.  i.e.
2435
2436    OLD_LHS = RHS * LHS + REMAINDER
2437
2438    SCRATCH is a bignum of the same size as the operands and result for
2439    use by the routine; its contents need not be initialized and are
2440    destroyed.  LHS, REMAINDER and SCRATCH must be distinct.
2441 */
2442 int
2443 APInt::tcDivide(integerPart *lhs, const integerPart *rhs,
2444                 integerPart *remainder, integerPart *srhs,
2445                 unsigned int parts)
2446 {
2447   unsigned int n, shiftCount;
2448   integerPart mask;
2449
2450   assert(lhs != remainder && lhs != srhs && remainder != srhs);
2451
2452   shiftCount = tcMSB(rhs, parts) + 1;
2453   if (shiftCount == 0)
2454     return true;
2455
2456   shiftCount = parts * integerPartWidth - shiftCount;
2457   n = shiftCount / integerPartWidth;
2458   mask = (integerPart) 1 << (shiftCount % integerPartWidth);
2459
2460   tcAssign(srhs, rhs, parts);
2461   tcShiftLeft(srhs, parts, shiftCount);
2462   tcAssign(remainder, lhs, parts);
2463   tcSet(lhs, 0, parts);
2464
2465   /* Loop, subtracting SRHS if REMAINDER is greater and adding that to
2466      the total.  */
2467   for(;;) {
2468       int compare;
2469
2470       compare = tcCompare(remainder, srhs, parts);
2471       if (compare >= 0) {
2472         tcSubtract(remainder, srhs, 0, parts);
2473         lhs[n] |= mask;
2474       }
2475
2476       if (shiftCount == 0)
2477         break;
2478       shiftCount--;
2479       tcShiftRight(srhs, parts, 1);
2480       if ((mask >>= 1) == 0)
2481         mask = (integerPart) 1 << (integerPartWidth - 1), n--;
2482   }
2483
2484   return false;
2485 }
2486
2487 /* Shift a bignum left COUNT bits in-place.  Shifted in bits are zero.
2488    There are no restrictions on COUNT.  */
2489 void
2490 APInt::tcShiftLeft(integerPart *dst, unsigned int parts, unsigned int count)
2491 {
2492   if (count) {
2493     unsigned int jump, shift;
2494
2495     /* Jump is the inter-part jump; shift is is intra-part shift.  */
2496     jump = count / integerPartWidth;
2497     shift = count % integerPartWidth;
2498
2499     while (parts > jump) {
2500       integerPart part;
2501
2502       parts--;
2503
2504       /* dst[i] comes from the two parts src[i - jump] and, if we have
2505          an intra-part shift, src[i - jump - 1].  */
2506       part = dst[parts - jump];
2507       if (shift) {
2508         part <<= shift;
2509         if (parts >= jump + 1)
2510           part |= dst[parts - jump - 1] >> (integerPartWidth - shift);
2511       }
2512
2513       dst[parts] = part;
2514     }
2515
2516     while (parts > 0)
2517       dst[--parts] = 0;
2518   }
2519 }
2520
2521 /* Shift a bignum right COUNT bits in-place.  Shifted in bits are
2522    zero.  There are no restrictions on COUNT.  */
2523 void
2524 APInt::tcShiftRight(integerPart *dst, unsigned int parts, unsigned int count)
2525 {
2526   if (count) {
2527     unsigned int i, jump, shift;
2528
2529     /* Jump is the inter-part jump; shift is is intra-part shift.  */
2530     jump = count / integerPartWidth;
2531     shift = count % integerPartWidth;
2532
2533     /* Perform the shift.  This leaves the most significant COUNT bits
2534        of the result at zero.  */
2535     for(i = 0; i < parts; i++) {
2536       integerPart part;
2537
2538       if (i + jump >= parts) {
2539         part = 0;
2540       } else {
2541         part = dst[i + jump];
2542         if (shift) {
2543           part >>= shift;
2544           if (i + jump + 1 < parts)
2545             part |= dst[i + jump + 1] << (integerPartWidth - shift);
2546         }
2547       }
2548
2549       dst[i] = part;
2550     }
2551   }
2552 }
2553
2554 /* Bitwise and of two bignums.  */
2555 void
2556 APInt::tcAnd(integerPart *dst, const integerPart *rhs, unsigned int parts)
2557 {
2558   unsigned int i;
2559
2560   for(i = 0; i < parts; i++)
2561     dst[i] &= rhs[i];
2562 }
2563
2564 /* Bitwise inclusive or of two bignums.  */
2565 void
2566 APInt::tcOr(integerPart *dst, const integerPart *rhs, unsigned int parts)
2567 {
2568   unsigned int i;
2569
2570   for(i = 0; i < parts; i++)
2571     dst[i] |= rhs[i];
2572 }
2573
2574 /* Bitwise exclusive or of two bignums.  */
2575 void
2576 APInt::tcXor(integerPart *dst, const integerPart *rhs, unsigned int parts)
2577 {
2578   unsigned int i;
2579
2580   for(i = 0; i < parts; i++)
2581     dst[i] ^= rhs[i];
2582 }
2583
2584 /* Complement a bignum in-place.  */
2585 void
2586 APInt::tcComplement(integerPart *dst, unsigned int parts)
2587 {
2588   unsigned int i;
2589
2590   for(i = 0; i < parts; i++)
2591     dst[i] = ~dst[i];
2592 }
2593
2594 /* Comparison (unsigned) of two bignums.  */
2595 int
2596 APInt::tcCompare(const integerPart *lhs, const integerPart *rhs,
2597                  unsigned int parts)
2598 {
2599   while (parts) {
2600       parts--;
2601       if (lhs[parts] == rhs[parts])
2602         continue;
2603
2604       if (lhs[parts] > rhs[parts])
2605         return 1;
2606       else
2607         return -1;
2608     }
2609
2610   return 0;
2611 }
2612
2613 /* Increment a bignum in-place, return the carry flag.  */
2614 integerPart
2615 APInt::tcIncrement(integerPart *dst, unsigned int parts)
2616 {
2617   unsigned int i;
2618
2619   for(i = 0; i < parts; i++)
2620     if (++dst[i] != 0)
2621       break;
2622
2623   return i == parts;
2624 }
2625
2626 /* Set the least significant BITS bits of a bignum, clear the
2627    rest.  */
2628 void
2629 APInt::tcSetLeastSignificantBits(integerPart *dst, unsigned int parts,
2630                                  unsigned int bits)
2631 {
2632   unsigned int i;
2633
2634   i = 0;
2635   while (bits > integerPartWidth) {
2636     dst[i++] = ~(integerPart) 0;
2637     bits -= integerPartWidth;
2638   }
2639
2640   if (bits)
2641     dst[i++] = ~(integerPart) 0 >> (integerPartWidth - bits);
2642
2643   while (i < parts)
2644     dst[i++] = 0;
2645 }