]> git.cameronkatri.com Git - bsdgames-darwin.git/blobdiff - primes/primes.c
cgram: fix assertion when substituting at the end of the longest line
[bsdgames-darwin.git] / primes / primes.c
index 741698c58e542d22fa981befc131aefdbe29d83a..a022aa96834b8cca45a199a1182439b048320a93 100644 (file)
@@ -1,6 +1,8 @@
+/*     $NetBSD: primes.c,v 1.22 2018/02/03 15:40:29 christos Exp $     */
+
 /*
- * Copyright (c) 1989 The Regents of the University of California.
- * All rights reserved.
+ * Copyright (c) 1989, 1993
+ *     The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  *
  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  * Landon Curt Noll.
  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
- * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
- *    must display the following acknowledgement:
- *     This product includes software developed by the University of
- *     California, Berkeley and its contributors.
- * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
+ * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  *    without specific prior written permission.
  *
  * SUCH DAMAGE.
  */
 
+#include <sys/cdefs.h>
 #ifndef lint
-char copyright[] =
-"@(#) Copyright (c) 1989 The Regents of the University of California.\n\
- All rights reserved.\n";
+__COPYRIGHT("@(#) Copyright (c) 1989, 1993\
+ The Regents of the University of California.  All rights reserved.");
 #endif /* not lint */
 
 #ifndef lint
-/*static char sccsid[] = "from: @(#)primes.c   5.4 (Berkeley) 6/1/90";*/
-static char rcsid[] = "$Id: primes.c,v 1.2 1993/08/01 18:53:04 mycroft Exp $";
+#if 0
+static char sccsid[] = "@(#)primes.c   8.5 (Berkeley) 5/10/95";
+#else
+__RCSID("$NetBSD: primes.c,v 1.22 2018/02/03 15:40:29 christos Exp $");
+#endif
 #endif /* not lint */
 
 /*
  * primes - generate a table of primes between two values
  *
- * By: Landon Curt Noll   chongo@toad.com,   ...!{sun,tolsoft}!hoptoad!chongo
- *
- *   chongo <for a good prime call: 391581 * 2^216193 - 1> /\oo/\
+ * By Landon Curt Noll, http://www.isthe.com/chongo/index.html /\oo/\
  *
  * usage:
- *     primes [start [stop]]
+ *     primes [-dh] [start [stop]]
  *
  *     Print primes >= start and < stop.  If stop is omitted,
- *     the value 4294967295 (2^32-1) is assumed.  If start is
+ *     the value SPSPMAX is assumed.  If start is
  *     omitted, start is read from standard input.
- *
- *     Prints "ouch" if start or stop is bogus.
+ *             -d: print difference to previous prime, e.g. 3 (1)
+ *             -h: print primes in hexadecimal
  *
  * validation check: there are 664579 primes between 0 and 10^7
  */
 
-#include <stdio.h>
-#include <math.h>
-#include <memory.h>
 #include <ctype.h>
+#include <err.h>
+#include <errno.h>
+#include <inttypes.h>
+#include <limits.h>
+#include <math.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <unistd.h>
+
 #include "primes.h"
 
 /*
@@ -75,247 +81,151 @@ static char rcsid[] = "$Id: primes.c,v 1.2 1993/08/01 18:53:04 mycroft Exp $";
  *
  * We only sieve the odd numbers.  The base of our sieve windows are always
  * odd.  If the base of table is 1, table[i] represents 2*i-1.  After the
- * sieve, table[i] == 1 if and only iff 2*i-1 is prime.
+ * sieve, table[i] == 1 if and only if 2*i-1 is prime.
  *
  * We make TABSIZE large to reduce the overhead of inner loop setup.
  */
-char table[TABSIZE];    /* Eratosthenes sieve of odd numbers */
+static char table[TABSIZE];     /* Eratosthenes sieve of odd numbers */
 
-/*
- * prime[i] is the (i-1)th prime.
- *
- * We are able to sieve 2^32-1 because this byte table yields all primes 
- * up to 65537 and 65537^2 > 2^32-1.
- */
-extern ubig prime[];
-extern ubig *pr_limit;         /* largest prime in the prime array */
+static int dflag, hflag;
 
-/*
- * To avoid excessive sieves for small factors, we use the table below to 
- * setup our sieve blocks.  Each element represents a odd number starting 
- * with 1.  All non-zero elements are factors of 3, 5, 7, 11 and 13.
- */
-extern char pattern[];
-extern int pattern_size;       /* length of pattern array */
+static void primes(uint64_t, uint64_t);
+static uint64_t read_num_buf(void);
+static void usage(void) __dead;
 
-#define MAX_LINE 255    /* max line allowed on stdin */
 
-char *read_num_buf();   /* read a number buffer */
-void primes();          /* print the primes in range */
-char *program;          /* our name */
-
-main(argc, argv)
-       int argc;       /* arg count */
-       char *argv[];   /* args */
+int
+main(int argc, char *argv[])
 {
-       char buf[MAX_LINE+1];   /* input buffer */
-       char *ret;      /* return result */
-       ubig start;     /* where to start generating */
-       ubig stop;      /* don't generate at or above this value */
-
-       /*
-        * parse args
-        */
-       program = argv[0];
-       start = 0;
-       stop = BIG;
-       if (argc == 3) {
-               /* convert low and high args */
-               if (read_num_buf(NULL, argv[1]) == NULL) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       exit(1);
-               }
-               if (read_num_buf(NULL, argv[2]) == NULL) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       exit(1);
-               }
-               if (sscanf(argv[1], "%ld", &start) != 1) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       exit(1);
-               }
-               if (sscanf(argv[2], "%ld", &stop) != 1) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       exit(1);
-               }
-
-       } else if (argc == 2) {
-               /* convert low arg */
-               if (read_num_buf(NULL, argv[1]) == NULL) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       exit(1);
-               }
-               if (sscanf(argv[1], "%ld", &start) != 1) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       exit(1);
+       uint64_t start;         /* where to start generating */
+       uint64_t stop;          /* don't generate at or above this value */
+       int ch;
+       char *p;
+
+       while ((ch = getopt(argc, argv, "dh")) != -1)
+               switch (ch) {
+               case 'd':
+                       dflag++;
+                       break;
+               case 'h':
+                       hflag++;
+                       break;
+               case '?':
+               default:
+                       usage();
                }
+       argc -= optind;
+       argv += optind;
 
-       } else {
-               /* read input until we get a good line */
-               if (read_num_buf(stdin, buf) != NULL) {
+       start = 0;
+       stop = (uint64_t)(-1);
 
-                       /* convert the buffer */
-                       if (sscanf(buf, "%ld", &start) != 1) {
-                               fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                               exit(1);
-                       }
-               } else {
-                       exit(0);
-               }
-       }
-       if (start > stop) {
-               fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-               exit(1);
+       /*
+        * Convert low and high args.  Strtoumax(3) sets errno to
+        * ERANGE if the number is too large, but, if there's
+        * a leading minus sign it returns the negation of the
+        * result of the conversion, which we'd rather disallow.
+        */
+       switch (argc) {
+       case 2:
+               /* Start and stop supplied on the command line. */
+               if (argv[0][0] == '-' || argv[1][0] == '-')
+                       errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
+
+               errno = 0;
+               start = strtoumax(argv[0], &p, 0);
+               if (errno)
+                       err(1, "%s", argv[0]);
+               if (*p != '\0')
+                       errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[0]);
+
+               errno = 0;
+               stop = strtoumax(argv[1], &p, 0);
+               if (errno)
+                       err(1, "%s", argv[1]);
+               if (*p != '\0')
+                       errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[1]);
+               break;
+       case 1:
+               /* Start on the command line. */
+               if (argv[0][0] == '-')
+                       errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
+
+               errno = 0;
+               start = strtoumax(argv[0], &p, 0);
+               if (errno)
+                       err(1, "%s", argv[0]);
+               if (*p != '\0')
+                       errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[0]);
+               break;
+       case 0:
+               start = read_num_buf();
+               break;
+       default:
+               usage();
        }
+
+       if (start > stop)
+               errx(1, "start value must be less than stop value.");
        primes(start, stop);
-       exit(0);
+       return (0);
 }
 
 /*
- * read_num_buf - read a number buffer from a stream
- *
- * Read a number on a line of the form:
- *
- *     ^[ \t]*\(+?[0-9][0-9]\)*.*$
- *
- * where ? is a 1-or-0 operator and the number is within \( \).
- *
- * If does not match the above pattern, it is ignored and a new
- * line is read.  If the number is too large or small, we will
- * print ouch and read a new line.
- *
- * We have to be very careful on how we check the magnitude of the
- * input.  We can not use numeric checks because of the need to
- * check values against maximum numeric values.
- *
- * This routine will return a line containing a ascii number between
- * 0 and BIG, or it will return NULL.
- *
- * If the stream is NULL then buf will be processed as if were
- * a single line stream.
- *
- * returns:
- *     char *  pointer to leading digit or +
- *     NULL    EOF or error
+ * read_num_buf --
+ *     This routine returns a number n, where 0 <= n && n <= ULONG_MAX.
  */
-char *
-read_num_buf(input, buf)
-       FILE *input;            /* input stream or NULL */
-       char *buf;              /* input buffer */
+static uint64_t
+read_num_buf(void)
 {
-       static char limit[MAX_LINE+1];  /* ascii value of BIG */
-       static int limit_len;           /* digit count of limit */
-       int len;                        /* digits in input (excluding +/-) */
-       char *s;        /* line start marker */
-       char *d;        /* first digit, skip +/- */
-       char *p;        /* scan pointer */
-       char *z;        /* zero scan pointer */
-
-       /* form the ascii value of SEMIBIG if needed */
-       if (!isascii(limit[0]) || !isdigit(limit[0])) {
-               sprintf(limit, "%ld", SEMIBIG);
-               limit_len = strlen(limit);
-       }
-       
-       /*
-        * the search for a good line
-        */
-       if (input != NULL && fgets(buf, MAX_LINE, input) == NULL) {
-               /* error or EOF */
-               return NULL;
-       }
-       do {
-
-               /* ignore leading whitespace */
-               for (s=buf; *s && s < buf+MAX_LINE; ++s) {
-                       if (!isascii(*s) || !isspace(*s)) {
-                               break;
-                       }
-               }
-
-               /* object if - */
-               if (*s == '-') {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       continue;
-               }
-
-               /* skip over any leading + */
-               if (*s == '+') {
-                       d = s+1;
-               } else {
-                       d = s;
-               }
+       uint64_t val;
+       char *p, buf[LINE_MAX];         /* > max number of digits. */
 
-               /* note leading zeros */
-               for (z=d; *z && z < buf+MAX_LINE; ++z) {
-                       if (*z != '0') {
-                               break;
-                       }
-               }
-
-               /* scan for the first non-digit/non-plus/non-minus */
-               for (p=d; *p && p < buf+MAX_LINE; ++p) {
-                       if (!isascii(*p) || !isdigit(*p)) {
-                               break;
-                       }
-               }
-
-               /* ignore empty lines */
-               if (p == d) {
-                       continue;
+       for (;;) {
+               if (fgets(buf, sizeof(buf), stdin) == NULL) {
+                       if (ferror(stdin))
+                               err(1, "stdin");
+                       exit(0);
                }
-               *p = '\0';
-
-               /* object if too many digits */
-               len = strlen(z);
-               len = (len<=0) ? 1 : len;
-               /* accept if digit count is below limit */
-               if (len < limit_len) {
-                       /* we have good input */
-                       return s;
-
-               /* reject very large numbers */
-               } else if (len > limit_len) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
-                       continue;
-
-               /* carefully check against near limit numbers */
-               } else if (strcmp(z, limit) > 0) {
-                       fprintf(stderr, "%s: ouch\n", program);
+               for (p = buf; isblank((unsigned char)*p); ++p);
+               if (*p == '\n' || *p == '\0')
                        continue;
-               }
-               /* number is near limit, but is under it */
-               return s;
-       } while (input != NULL && fgets(buf, MAX_LINE, input) != NULL);
-
-       /* error or EOF */
-       return NULL;
+               if (*p == '-')
+                       errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
+               errno = 0;
+               val = strtoumax(buf, &p, 0);
+               if (errno)
+                       err(1, "%s", buf);
+               if (*p != '\n')
+                       errx(1, "%s: illegal numeric format.", buf);
+               return (val);
+       }
 }
 
 /*
  * primes - sieve and print primes from start up to and but not including stop
  */
-void
-primes(start, stop)
-       ubig start;     /* where to start generating */
-       ubig stop;      /* don't generate at or above this value */
+static void
+primes(uint64_t start, uint64_t stop)
 {
-       register char *q;               /* sieve spot */
-       register ubig factor;           /* index and factor */
-       register char *tab_lim;         /* the limit to sieve on the table */
-       register ubig *p;               /* prime table pointer */
-       register ubig fact_lim;         /* highest prime for current block */
+       char *q;                /* sieve spot */
+       uint64_t factor;        /* index and factor */
+       char *tab_lim;          /* the limit to sieve on the table */
+       const uint64_t *p;      /* prime table pointer */
+       uint64_t fact_lim;      /* highest prime for current block */
+       uint64_t mod;           /* temp storage for mod */
+       uint64_t prev = 0;
 
        /*
-        * A number of systems can not convert double values 
-        * into unsigned longs when the values are larger than
-        * the largest signed value.  Thus we take case when
-        * the double is larger than the value SEMIBIG. *sigh*
+        * A number of systems can not convert double values into unsigned
+        * longs when the values are larger than the largest signed value.
+        * We don't have this problem, so we can go all the way to ULONG_MAX.
         */
        if (start < 3) {
-               start = (ubig)2;
+               start = 2;
        }
        if (stop < 3) {
-               stop = (ubig)2;
+               stop = 2;
        }
        if (stop <= start) {
                return;
@@ -337,11 +247,15 @@ primes(start, stop)
        if (start <= *pr_limit) {
                /* skip primes up to the start value */
                for (p = &prime[0], factor = prime[0];
-                    factor < stop && p <= pr_limit; 
-                    factor = *(++p)) {
+                   factor < stop && p <= pr_limit; factor = *(++p)) {
                        if (factor >= start) {
-                               printf("%u\n", factor);
+                               printf(hflag ? "%" PRIx64 : "%" PRIu64, factor);
+                               if (dflag) {
+                                       printf(" (%" PRIu64 ")", factor - prev);
+                               }
+                               putchar('\n');
                        }
+                       prev = factor;
                }
                /* return early if we are done */
                if (p <= pr_limit) {
@@ -363,8 +277,7 @@ primes(start, stop)
                memcpy(table, &pattern[factor], pattern_size-factor);
                /* main block pattern copies */
                for (fact_lim=pattern_size-factor;
-                    fact_lim+pattern_size<=TABSIZE;
-                    fact_lim+=pattern_size) {
+                   fact_lim+pattern_size<=TABSIZE; fact_lim+=pattern_size) {
                        memcpy(&table[fact_lim], pattern, pattern_size);
                }
                /* final block pattern copy */
@@ -376,36 +289,52 @@ primes(start, stop)
                /* note highest useful factor and sieve spot */
                if (stop-start > TABSIZE+TABSIZE) {
                        tab_lim = &table[TABSIZE]; /* sieve it all */
-                       fact_lim = (int)sqrt(
-                                       (double)(start)+TABSIZE+TABSIZE+1.0);
+                       fact_lim = sqrt(start+1.0+TABSIZE+TABSIZE);
                } else {
                        tab_lim = &table[(stop-start)/2]; /* partial sieve */
-                       fact_lim = (int)sqrt((double)(stop)+1.0);
+                       fact_lim = sqrt(stop+1.0);
                }
                /* sieve for factors >= 17 */
                factor = 17;    /* 17 is first prime to use */
                p = &prime[7];  /* 19 is next prime, pi(19)=7 */
                do {
                        /* determine the factor's initial sieve point */
-                       q = (char *)(start%factor); /* temp storage for mod */
-                       if ((int)q & 0x1) {
-                               q = &table[(factor-(int)q)/2];
+                       mod = start%factor;
+                       if (mod & 0x1) {
+                               q = &table[(factor-mod)/2];
                        } else {
-                               q = &table[q ? factor-((int)q/2) : 0];
+                               q = &table[mod ? factor-(mod/2) : 0];
                        }
-                       /* sive for our current factor */
+                       /* sieve for our current factor */
                        for ( ; q < tab_lim; q += factor) {
                                *q = '\0'; /* sieve out a spot */
                        }
-               } while ((factor=(ubig)(*(p++))) <= fact_lim);
+                       factor = *p++;
+               } while (factor <= fact_lim);
 
                /*
                 * print generated primes
                 */
                for (q = table; q < tab_lim; ++q, start+=2) {
                        if (*q) {
-                               printf("%u\n", start);
+                               if (start > SIEVEMAX) {
+                                       if (!isprime(start))
+                                               continue;
+                               }
+                               printf(hflag ? "%" PRIx64 : "%" PRIu64, start);
+                               if (dflag && (prev || (start <= *pr_limit))) {
+                                       printf(" (%" PRIu64 ")", start - prev);
+                               }
+                               putchar('\n');
+                               prev = start;
                        }
                }
        }
 }
+
+static void
+usage(void)
+{
+       (void)fprintf(stderr, "usage: primes [-dh] [start [stop]]\n");
+       exit(1);
+}