]> git.donarmstrong.com Git - rsem.git/blobdiff - boost/random/detail/seed_impl.hpp
Updated boost to v1.55.0
[rsem.git] / boost / random / detail / seed_impl.hpp
diff --git a/boost/random/detail/seed_impl.hpp b/boost/random/detail/seed_impl.hpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e044d45
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,397 @@
+/* boost random/detail/seed.hpp header file
+ *
+ * Copyright Steven Watanabe 2009
+ * Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See
+ * accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at
+ * http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
+ *
+ * See http://www.boost.org for most recent version including documentation.
+ *
+ * $Id: seed_impl.hpp 72951 2011-07-07 04:57:37Z steven_watanabe $
+ */
+
+#ifndef BOOST_RANDOM_DETAIL_SEED_IMPL_HPP
+#define BOOST_RANDOM_DETAIL_SEED_IMPL_HPP
+
+#include <stdexcept>
+#include <boost/cstdint.hpp>
+#include <boost/config/no_tr1/cmath.hpp>
+#include <boost/integer/integer_mask.hpp>
+#include <boost/integer/static_log2.hpp>
+#include <boost/type_traits/is_signed.hpp>
+#include <boost/type_traits/is_integral.hpp>
+#include <boost/type_traits/make_unsigned.hpp>
+#include <boost/mpl/bool.hpp>
+#include <boost/mpl/if.hpp>
+#include <boost/mpl/int.hpp>
+#include <boost/random/detail/const_mod.hpp>
+#include <boost/random/detail/integer_log2.hpp>
+#include <boost/random/detail/signed_unsigned_tools.hpp>
+#include <boost/random/detail/generator_bits.hpp>
+
+#include <boost/random/detail/disable_warnings.hpp>
+
+namespace boost {
+namespace random {
+namespace detail {
+
+// finds the seed type of an engine, given its
+// result_type.  If the result_type is integral
+// the seed type is the same.  If the result_type
+// is floating point, the seed type is uint32_t
+template<class T>
+struct seed_type
+{
+    typedef typename boost::mpl::if_<boost::is_integral<T>,
+        T,
+        boost::uint32_t
+    >::type type;
+};
+
+template<int N>
+struct const_pow_impl
+{
+    template<class T>
+    static T call(T arg, int n, T result)
+    {
+        return const_pow_impl<N / 2>::call(arg * arg, n / 2,
+            n%2 == 0? result : result * arg);
+    }
+};
+
+template<>
+struct const_pow_impl<0>
+{
+    template<class T>
+    static T call(T, int, T result)
+    {
+        return result;
+    }
+};
+
+// requires N is an upper bound on n
+template<int N, class T>
+inline T const_pow(T arg, int n) { return const_pow_impl<N>::call(arg, n, T(1)); }
+
+template<class T>
+inline T pow2(int n)
+{
+    typedef unsigned int_type;
+    const int max_bits = std::numeric_limits<int_type>::digits;
+    T multiplier = T(int_type(1) << (max_bits - 1)) * 2;
+    return (int_type(1) << (n % max_bits)) *
+        const_pow<std::numeric_limits<T>::digits / max_bits>(multiplier, n / max_bits);
+}
+
+template<class Engine, class Iter>
+void generate_from_real(Engine& eng, Iter begin, Iter end)
+{
+    using std::fmod;
+    typedef typename Engine::result_type RealType;
+    const int Bits = detail::generator_bits<Engine>::value();
+    int remaining_bits = 0;
+    boost::uint_least32_t saved_bits = 0;
+    RealType multiplier = pow2<RealType>( Bits);
+    RealType mult32 = RealType(4294967296.0); // 2^32
+    while(true) {
+        RealType val = eng() * multiplier;
+        int available_bits = Bits;
+        // Make sure the compiler can optimize this out
+        // if it isn't possible.
+        if(Bits < 32 && available_bits < 32 - remaining_bits) {
+            saved_bits |= boost::uint_least32_t(val) << remaining_bits;
+            remaining_bits += Bits;
+        } else {
+            // If Bits < 32, then remaining_bits != 0, since
+            // if remaining_bits == 0, available_bits < 32 - 0,
+            // and we won't get here to begin with.
+            if(Bits < 32 || remaining_bits != 0) {
+                boost::uint_least32_t divisor =
+                    (boost::uint_least32_t(1) << (32 - remaining_bits));
+                boost::uint_least32_t extra_bits = boost::uint_least32_t(fmod(val, mult32)) & (divisor - 1);
+                val = val / divisor;
+                *begin++ = saved_bits | (extra_bits << remaining_bits);
+                if(begin == end) return;
+                available_bits -= 32 - remaining_bits;
+                remaining_bits = 0;
+            }
+            // If Bits < 32 we should never enter this loop
+            if(Bits >= 32) {
+                for(; available_bits >= 32; available_bits -= 32) {
+                    boost::uint_least32_t word = boost::uint_least32_t(fmod(val, mult32));
+                    val /= mult32;
+                    *begin++ = word;
+                    if(begin == end) return;
+                }
+            }
+            remaining_bits = available_bits;
+            saved_bits = static_cast<boost::uint_least32_t>(val);
+        }
+    }
+}
+
+template<class Engine, class Iter>
+void generate_from_int(Engine& eng, Iter begin, Iter end)
+{
+    typedef typename Engine::result_type IntType;
+    typedef typename boost::make_unsigned<IntType>::type unsigned_type;
+    int remaining_bits = 0;
+    boost::uint_least32_t saved_bits = 0;
+    unsigned_type range = boost::random::detail::subtract<IntType>()((eng.max)(), (eng.min)());
+
+    int bits =
+        (range == (std::numeric_limits<unsigned_type>::max)()) ?
+            std::numeric_limits<unsigned_type>::digits :
+            detail::integer_log2(range + 1);
+
+    {
+        int discarded_bits = detail::integer_log2(bits);
+        unsigned_type excess = (range + 1) >> (bits - discarded_bits);
+        if(excess != 0) {
+            int extra_bits = detail::integer_log2((excess - 1) ^ excess);
+            bits = bits - discarded_bits + extra_bits;
+        }
+    }
+
+    unsigned_type mask = (static_cast<unsigned_type>(2) << (bits - 1)) - 1;
+    unsigned_type limit = ((range + 1) & ~mask) - 1;
+
+    while(true) {
+        unsigned_type val;
+        do {
+            val = boost::random::detail::subtract<IntType>()(eng(), (eng.min)());
+        } while(limit != range && val > limit);
+        val &= mask;
+        int available_bits = bits;
+        if(available_bits == 32) {
+            *begin++ = static_cast<boost::uint_least32_t>(val) & 0xFFFFFFFFu;
+            if(begin == end) return;
+        } else if(available_bits % 32 == 0) {
+            for(int i = 0; i < available_bits / 32; ++i) {
+                boost::uint_least32_t word = boost::uint_least32_t(val) & 0xFFFFFFFFu;
+                int supress_warning = (bits >= 32);
+                BOOST_ASSERT(supress_warning == 1);
+                val >>= (32 * supress_warning);
+                *begin++ = word;
+                if(begin == end) return;
+            }
+        } else if(bits < 32 && available_bits < 32 - remaining_bits) {
+            saved_bits |= boost::uint_least32_t(val) << remaining_bits;
+            remaining_bits += bits;
+        } else {
+            if(bits < 32 || remaining_bits != 0) {
+                boost::uint_least32_t extra_bits = boost::uint_least32_t(val) & ((boost::uint_least32_t(1) << (32 - remaining_bits)) - 1);
+                val >>= 32 - remaining_bits;
+                *begin++ = saved_bits | (extra_bits << remaining_bits);
+                if(begin == end) return;
+                available_bits -= 32 - remaining_bits;
+                remaining_bits = 0;
+            }
+            if(bits >= 32) {
+                for(; available_bits >= 32; available_bits -= 32) {
+                    boost::uint_least32_t word = boost::uint_least32_t(val) & 0xFFFFFFFFu;
+                    int supress_warning = (bits >= 32);
+                    BOOST_ASSERT(supress_warning == 1);
+                    val >>= (32 * supress_warning);
+                    *begin++ = word;
+                    if(begin == end) return;
+                }
+            }
+            remaining_bits = available_bits;
+            saved_bits = static_cast<boost::uint_least32_t>(val);
+        }
+    }
+}
+
+template<class Engine, class Iter>
+void generate_impl(Engine& eng, Iter first, Iter last, boost::mpl::true_)
+{
+    return detail::generate_from_int(eng, first, last);
+}
+
+template<class Engine, class Iter>
+void generate_impl(Engine& eng, Iter first, Iter last, boost::mpl::false_)
+{
+    return detail::generate_from_real(eng, first, last);
+}
+
+template<class Engine, class Iter>
+void generate(Engine& eng, Iter first, Iter last)
+{
+    return detail::generate_impl(eng, first, last, boost::is_integral<typename Engine::result_type>());
+}
+
+
+
+template<class IntType, IntType m, class SeedSeq>
+IntType seed_one_int(SeedSeq& seq)
+{
+    static const int log = ::boost::mpl::if_c<(m == 0),
+        ::boost::mpl::int_<(::std::numeric_limits<IntType>::digits)>,
+        ::boost::static_log2<m> >::type::value;
+    static const int k =
+        (log + ((~(static_cast<IntType>(2) << (log - 1)) & m)? 32 : 31)) / 32;
+    ::boost::uint_least32_t array[log / 32 + 4];
+    seq.generate(&array[0], &array[0] + k + 3);
+    IntType s = 0;
+    for(int j = 0; j < k; ++j) {
+        IntType digit = const_mod<IntType, m>::apply(IntType(array[j+3]));
+        IntType mult = IntType(1) << 32*j;
+        s = const_mod<IntType, m>::mult_add(mult, digit, s);
+    }
+    return s;
+}
+
+template<class IntType, IntType m, class Iter>
+IntType get_one_int(Iter& first, Iter last)
+{
+    static const int log = ::boost::mpl::if_c<(m == 0),
+        ::boost::mpl::int_<(::std::numeric_limits<IntType>::digits)>,
+        ::boost::static_log2<m> >::type::value;
+    static const int k =
+        (log + ((~(static_cast<IntType>(2) << (log - 1)) & m)? 32 : 31)) / 32;
+    IntType s = 0;
+    for(int j = 0; j < k; ++j) {
+        if(first == last) {
+            throw ::std::invalid_argument("Not enough elements in call to seed.");
+        }
+        IntType digit = const_mod<IntType, m>::apply(IntType(*first++));
+        IntType mult = IntType(1) << 32*j;
+        s = const_mod<IntType, m>::mult_add(mult, digit, s);
+    }
+    return s;
+}
+
+// TODO: work in-place whenever possible
+template<int w, std::size_t n, class SeedSeq, class UIntType>
+void seed_array_int_impl(SeedSeq& seq, UIntType (&x)[n])
+{
+    boost::uint_least32_t storage[((w+31)/32) * n];
+    seq.generate(&storage[0], &storage[0] + ((w+31)/32) * n);
+    for(std::size_t j = 0; j < n; j++) {
+        UIntType val = 0;
+        for(std::size_t k = 0; k < (w+31)/32; ++k) {
+            val += static_cast<UIntType>(storage[(w+31)/32*j + k]) << 32*k;
+        }
+        x[j] = val & ::boost::low_bits_mask_t<w>::sig_bits;
+    }
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class SeedSeq, class IntType>
+inline void seed_array_int_impl(SeedSeq& seq, IntType (&x)[n], boost::mpl::true_)
+{
+    typedef typename boost::make_unsigned<IntType>::type unsigned_array[n];
+    seed_array_int_impl<w>(seq, reinterpret_cast<unsigned_array&>(x));
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class SeedSeq, class IntType>
+inline void seed_array_int_impl(SeedSeq& seq, IntType (&x)[n], boost::mpl::false_)
+{
+    seed_array_int_impl<w>(seq, x);
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class SeedSeq, class IntType>
+inline void seed_array_int(SeedSeq& seq, IntType (&x)[n])
+{
+    seed_array_int_impl<w>(seq, x, boost::is_signed<IntType>());
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class Iter, class UIntType>
+void fill_array_int_impl(Iter& first, Iter last, UIntType (&x)[n])
+{
+    for(std::size_t j = 0; j < n; j++) {
+        UIntType val = 0;
+        for(std::size_t k = 0; k < (w+31)/32; ++k) {
+            if(first == last) {
+                throw std::invalid_argument("Not enough elements in call to seed.");
+            }
+            val += static_cast<UIntType>(*first++) << 32*k;
+        }
+        x[j] = val & ::boost::low_bits_mask_t<w>::sig_bits;
+    }
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class Iter, class IntType>
+inline void fill_array_int_impl(Iter& first, Iter last, IntType (&x)[n], boost::mpl::true_)
+{
+    typedef typename boost::make_unsigned<IntType>::type unsigned_array[n];
+    fill_array_int_impl<w>(first, last, reinterpret_cast<unsigned_array&>(x));
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class Iter, class IntType>
+inline void fill_array_int_impl(Iter& first, Iter last, IntType (&x)[n], boost::mpl::false_)
+{
+    fill_array_int_impl<w>(first, last, x);
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class Iter, class IntType>
+inline void fill_array_int(Iter& first, Iter last, IntType (&x)[n])
+{
+    fill_array_int_impl<w>(first, last, x, boost::is_signed<IntType>());
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class RealType>
+void seed_array_real_impl(const boost::uint_least32_t* storage, RealType (&x)[n])
+{
+    boost::uint_least32_t mask = ~((~boost::uint_least32_t(0)) << (w%32));
+    RealType two32 = 4294967296.0;
+    const RealType divisor = RealType(1)/detail::pow2<RealType>(w);
+    unsigned int j;
+    for(j = 0; j < n; ++j) {
+        RealType val = RealType(0);
+        RealType mult = divisor;
+        for(int k = 0; k < w/32; ++k) {
+            val += *storage++ * mult;
+            mult *= two32;
+        }
+        if(mask != 0) {
+            val += (*storage++ & mask) * mult;
+        }
+        BOOST_ASSERT(val >= 0);
+        BOOST_ASSERT(val < 1);
+        x[j] = val;
+    }
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class SeedSeq, class RealType>
+void seed_array_real(SeedSeq& seq, RealType (&x)[n])
+{
+    using std::pow;
+    boost::uint_least32_t storage[((w+31)/32) * n];
+    seq.generate(&storage[0], &storage[0] + ((w+31)/32) * n);
+    seed_array_real_impl<w>(storage, x);
+}
+
+template<int w, std::size_t n, class Iter, class RealType>
+void fill_array_real(Iter& first, Iter last, RealType (&x)[n])
+{
+    boost::uint_least32_t mask = ~((~boost::uint_least32_t(0)) << (w%32));
+    RealType two32 = 4294967296.0;
+    const RealType divisor = RealType(1)/detail::pow2<RealType>(w);
+    unsigned int j;
+    for(j = 0; j < n; ++j) {
+        RealType val = RealType(0);
+        RealType mult = divisor;
+        for(int k = 0; k < w/32; ++k, ++first) {
+            if(first == last) throw std::invalid_argument("Not enough elements in call to seed.");
+            val += *first * mult;
+            mult *= two32;
+        }
+        if(mask != 0) {
+            if(first == last) throw std::invalid_argument("Not enough elements in call to seed.");
+            val += (*first & mask) * mult;
+            ++first;
+        }
+        BOOST_ASSERT(val >= 0);
+        BOOST_ASSERT(val < 1);
+        x[j] = val;
+    }
+}
+
+}
+}
+}
+
+#include <boost/random/detail/enable_warnings.hpp>
+
+#endif