[Ada] Make System.Generic_Bignums more flexible
authorArnaud Charlet <charlet@adacore.com>
Mon, 25 May 2020 15:30:56 +0000 (11:30 -0400)
committerPierre-Marie de Rodat <derodat@adacore.com>
Fri, 10 Jul 2020 09:16:17 +0000 (05:16 -0400)
gcc/ada/

* Makefile.rtl (GNATRTL_NONTASKING_OBJS): Add s-shabig.o.
* libgnat/s-shabig.ads: New file to share definitions.
* libgnat/s-genbig.ads, libgnat/s-genbig.adb: Reorganized to
make it more generic and flexible in terms of memory allocation
and data structure returned.
(To_String): Moved to System.Generic_Bignums to allow sharing
this code.
(Big_And, Big_Or, Big_Shift_Left, Big_Shift_Right): New.
* libgnat/s-bignum.adb, libgnat/s-bignum.ads: Adapt to new
System.Generic_Bignums spec.
* libgnat/a-nbnbin.adb: Likewise.
(To_String): Moved to System.Generic_Bignums to allow sharing
this code.
* libgnat/a-nbnbre.adb (Normalize): Fix handling of Num = 0
leading to an exception.

gcc/ada/Makefile.rtl
gcc/ada/libgnat/a-nbnbin.adb
gcc/ada/libgnat/a-nbnbre.adb
gcc/ada/libgnat/s-bignum.adb
gcc/ada/libgnat/s-bignum.ads
gcc/ada/libgnat/s-genbig.adb
gcc/ada/libgnat/s-genbig.ads
gcc/ada/libgnat/s-shabig.ads [new file with mode: 0644]

index 1f6ea017b978d5fdf26743366afbb95aecba05bf..73109a293e34464c6d6f108063c1b8f8e91eae63 100644 (file)
@@ -696,6 +696,7 @@ GNATRTL_NONTASKING_OBJS= \
   s-scaval$(objext) \
   s-secsta$(objext) \
   s-sequio$(objext) \
+  s-shabig$(objext) \
   s-shasto$(objext) \
   s-soflin$(objext) \
   s-soliin$(objext) \
index 5d415d9c17b07147c96e88cb02e8efa36d8a29b8..d3c5f6a37ff9418eb0288ac7b2c51c18c778ffd1 100644 (file)
@@ -37,15 +37,43 @@ with Ada.Strings.Text_Output.Utils;
 with Interfaces; use Interfaces;
 
 with System.Generic_Bignums;
+with System.Shared_Bignums; use System.Shared_Bignums;
 
 package body Ada.Numerics.Big_Numbers.Big_Integers is
 
-   package Bignums is new
-     System.Generic_Bignums (Use_Secondary_Stack => False);
-   use Bignums, System;
+   function Allocate_Bignum (D : Digit_Vector; Neg : Boolean) return Bignum;
+   --  Allocate Bignum value with the given contents
+
+   procedure Free_Bignum (X : in out Bignum);
+   --  Free memory associated with X
+
+   function To_Bignum (X : aliased in out Bignum) return Bignum is (X);
 
    procedure Free is new Ada.Unchecked_Deallocation (Bignum_Data, Bignum);
 
+   ---------------------
+   -- Allocate_Bignum --
+   ---------------------
+
+   function Allocate_Bignum (D : Digit_Vector; Neg : Boolean) return Bignum is
+   begin
+      return new Bignum_Data'(D'Length, Neg, D);
+   end Allocate_Bignum;
+
+   -----------------
+   -- Free_Bignum --
+   -----------------
+
+   procedure Free_Bignum (X : in out Bignum) is
+   begin
+      Free (X);
+   end Free_Bignum;
+
+   package Bignums is new System.Generic_Bignums
+     (Bignum, Allocate_Bignum, Free_Bignum, To_Bignum);
+
+   use Bignums, System;
+
    function Get_Bignum (Arg : Big_Integer) return Bignum is
      (if Arg.Value.C = System.Null_Address
       then raise Constraint_Error with "invalid big integer"
@@ -198,82 +226,11 @@ package body Ada.Numerics.Big_Numbers.Big_Integers is
    -- To_String --
    ---------------
 
-   Hex_Chars : constant array (0 .. 15) of Character := "0123456789ABCDEF";
-
    function To_String
      (Arg : Valid_Big_Integer; Width : Field := 0; Base : Number_Base := 10)
-      return String
-   is
-      Big_Base : constant Big_Integer := To_Big_Integer (Integer (Base));
-
-      function Add_Base (S : String) return String;
-      --  Add base information if Base /= 10
-
-      function Leading_Padding
-        (Str        : String;
-         Min_Length : Field;
-         Char       : Character := ' ') return String;
-      --  Return padding of Char concatenated with Str so that the resulting
-      --  string is at least Min_Length long.
-
-      function Image (Arg : Big_Integer) return String;
-      --  Return image of Arg, assuming Arg is positive.
-
-      function Image (N : Natural) return String;
-      --  Return image of N, with no leading space.
-
-      --------------
-      -- Add_Base --
-      --------------
-
-      function Add_Base (S : String) return String is
-      begin
-         if Base = 10 then
-            return S;
-         else
-            return Image (Base) & "#" & S & "#";
-         end if;
-      end Add_Base;
-
-      -----------
-      -- Image --
-      -----------
-
-      function Image (N : Natural) return String is
-         S : constant String := Natural'Image (N);
-      begin
-         return S (2 .. S'Last);
-      end Image;
-
-      function Image (Arg : Big_Integer) return String is
-      begin
-         if Arg < Big_Base then
-            return (1 => Hex_Chars (To_Integer (Arg)));
-         else
-            return Image (Arg / Big_Base)
-              & Hex_Chars (To_Integer (Arg rem Big_Base));
-         end if;
-      end Image;
-
-      ---------------------
-      -- Leading_Padding --
-      ---------------------
-
-      function Leading_Padding
-        (Str        : String;
-         Min_Length : Field;
-         Char       : Character := ' ') return String is
-      begin
-         return (1 .. Integer'Max (Integer (Min_Length) - Str'Length, 0)
-                        => Char) & Str;
-      end Leading_Padding;
-
+      return String is
    begin
-      if Arg < To_Big_Integer (0) then
-         return Leading_Padding ("-" & Add_Base (Image (-Arg)), Width);
-      else
-         return Leading_Padding (" " & Add_Base (Image (Arg)), Width);
-      end if;
+      return To_String (Get_Bignum (Arg), Natural (Width), Positive (Base));
    end To_String;
 
    -----------------
index 1f075df25dd25b5f64c2067d292c9e0ac6d85a94..987cdb4edaefd8651c7a871859ca55c6b595998e 100644 (file)
@@ -531,19 +531,24 @@ package body Ada.Numerics.Big_Numbers.Big_Reals is
    ---------------
 
    procedure Normalize (Arg : in out Big_Real) is
+      Zero : constant Big_Integer := To_Big_Integer (0);
    begin
-      if Arg.Den < To_Big_Integer (0) then
+      if Arg.Den < Zero then
          Arg.Num := -Arg.Num;
          Arg.Den := -Arg.Den;
       end if;
 
-      declare
-         GCD : constant Big_Integer :=
-           Greatest_Common_Divisor (Arg.Num, Arg.Den);
-      begin
-         Arg.Num := Arg.Num / GCD;
-         Arg.Den := Arg.Den / GCD;
-      end;
+      if Arg.Num = Zero then
+         Arg.Den := To_Big_Integer (1);
+      else
+         declare
+            GCD : constant Big_Integer :=
+              Greatest_Common_Divisor (Arg.Num, Arg.Den);
+         begin
+            Arg.Num := Arg.Num / GCD;
+            Arg.Den := Arg.Den / GCD;
+         end;
+      end if;
    end Normalize;
 
 end Ada.Numerics.Big_Numbers.Big_Reals;
index 55367790c7b4d52d26d6742cd5ea3875954d0771..5e85c4aff5731b74778b3bba41dc53e6b9a45a02 100644 (file)
 --                                                                          --
 ------------------------------------------------------------------------------
 
-with System.Generic_Bignums;
 with Ada.Unchecked_Conversion;
+with System.Generic_Bignums;
+with System.Secondary_Stack;  use System.Secondary_Stack;
+with System.Shared_Bignums;   use System.Shared_Bignums;
+with System.Storage_Elements; use System.Storage_Elements;
 
 package body System.Bignums is
 
-   package Sec_Stack_Bignums is new
-     System.Generic_Bignums (Use_Secondary_Stack => True);
-   use Sec_Stack_Bignums;
+   function Allocate_Bignum (D : Digit_Vector; Neg : Boolean) return Bignum;
+   --  Allocate Bignum value with the given contents
+
+   procedure Free_Bignum (X : in out Bignum) is null;
+   --  No op when using the secondary stack
+
+   function To_Bignum (X : aliased in out Bignum) return Bignum is (X);
+
+   ---------------------
+   -- Allocate_Bignum --
+   ---------------------
+
+   function Allocate_Bignum (D : Digit_Vector; Neg : Boolean) return Bignum is
+      Addr : aliased Address;
+   begin
+      --  Note: The approach used here is designed to avoid strict aliasing
+      --  warnings that appeared previously using unchecked conversion.
+
+      SS_Allocate (Addr, Storage_Offset (4 + 4 * D'Length));
+
+      declare
+         B : Bignum;
+         for B'Address use Addr'Address;
+         pragma Import (Ada, B);
+
+         BD : Bignum_Data (D'Length);
+         for BD'Address use Addr;
+         pragma Import (Ada, BD);
+
+         --  Expose a writable view of discriminant BD.Len so that we can
+         --  initialize it. We need to use the exact layout of the record
+         --  to ensure that the Length field has 24 bits as expected.
+
+         type Bignum_Data_Header is record
+            Len : Length;
+            Neg : Boolean;
+         end record;
+
+         for Bignum_Data_Header use record
+            Len at 0 range 0 .. 23;
+            Neg at 3 range 0 .. 7;
+         end record;
+
+         BDH : Bignum_Data_Header;
+         for BDH'Address use BD'Address;
+         pragma Import (Ada, BDH);
+
+         pragma Assert (BDH.Len'Size = BD.Len'Size);
 
-   function "+" is new Ada.Unchecked_Conversion
-     (Bignum, Sec_Stack_Bignums.Bignum);
+      begin
+         BDH.Len := D'Length;
+         BDH.Neg := Neg;
+         B.D := D;
+         return B;
+      end;
+   end Allocate_Bignum;
 
-   function "-" is new Ada.Unchecked_Conversion
-     (Sec_Stack_Bignums.Bignum, Bignum);
+   package Sec_Stack_Bignums is new System.Generic_Bignums
+     (Bignum, Allocate_Bignum, Free_Bignum, To_Bignum);
 
-   function Big_Add (X, Y : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Add (+X, +Y));
+   function Big_Add (X, Y : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Add;
 
-   function Big_Sub (X, Y : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Sub (+X, +Y));
+   function Big_Sub (X, Y : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Sub;
 
-   function Big_Mul (X, Y : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Mul (+X, +Y));
+   function Big_Mul (X, Y : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Mul;
 
-   function Big_Div (X, Y : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Div (+X, +Y));
+   function Big_Div (X, Y : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Div;
 
-   function Big_Exp (X, Y : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Exp (+X, +Y));
+   function Big_Exp (X, Y : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Exp;
 
-   function Big_Mod (X, Y : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Mod (+X, +Y));
+   function Big_Mod (X, Y : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Mod;
 
-   function Big_Rem (X, Y : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Rem (+X, +Y));
+   function Big_Rem (X, Y : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Rem;
 
-   function Big_Neg (X    : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Neg (+X));
+   function Big_Neg (X : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Neg;
 
-   function Big_Abs (X    : Bignum) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.Big_Abs (+X));
+   function Big_Abs (X : Bignum) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_Abs;
 
-   function Big_EQ  (X, Y : Bignum) return Boolean is
-     (Sec_Stack_Bignums.Big_EQ (+X, +Y));
-   function Big_NE  (X, Y : Bignum) return Boolean is
-     (Sec_Stack_Bignums.Big_NE (+X, +Y));
-   function Big_GE  (X, Y : Bignum) return Boolean is
-     (Sec_Stack_Bignums.Big_GE (+X, +Y));
-   function Big_LE  (X, Y : Bignum) return Boolean is
-     (Sec_Stack_Bignums.Big_LE (+X, +Y));
-   function Big_GT  (X, Y : Bignum) return Boolean is
-     (Sec_Stack_Bignums.Big_GT (+X, +Y));
-   function Big_LT  (X, Y : Bignum) return Boolean is
-     (Sec_Stack_Bignums.Big_LT (+X, +Y));
+   function Big_EQ  (X, Y : Bignum) return Boolean
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_EQ;
+   function Big_NE  (X, Y : Bignum) return Boolean
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_NE;
+   function Big_GE  (X, Y : Bignum) return Boolean
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_GE;
+   function Big_LE  (X, Y : Bignum) return Boolean
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_LE;
+   function Big_GT  (X, Y : Bignum) return Boolean
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_GT;
+   function Big_LT  (X, Y : Bignum) return Boolean
+     renames Sec_Stack_Bignums.Big_LT;
 
-   function Bignum_In_LLI_Range (X : Bignum) return Boolean is
-     (Sec_Stack_Bignums.Bignum_In_LLI_Range (+X));
+   function Bignum_In_LLI_Range (X : Bignum) return Boolean
+     renames Sec_Stack_Bignums.Bignum_In_LLI_Range;
 
-   function To_Bignum (X : Long_Long_Integer) return Bignum is
-     (-Sec_Stack_Bignums.To_Bignum (X));
+   function To_Bignum (X : Long_Long_Integer) return Bignum
+     renames Sec_Stack_Bignums.To_Bignum;
 
-   function From_Bignum (X : Bignum) return Long_Long_Integer is
-     (Sec_Stack_Bignums.From_Bignum (+X));
+   function From_Bignum (X : Bignum) return Long_Long_Integer
+     renames Sec_Stack_Bignums.From_Bignum;
 
 end System.Bignums;
index 66882a32f872e7f25800d5f2d8773782a86ae36d..728e5438c586065b9da63ddcfb4ecb063367096f 100644 (file)
 --  Note that we cannot use a straight instantiation of System.Generic_Bignums
 --  because the rtsfind mechanism is not ready to handle instantiations.
 
+with System.Shared_Bignums;
+
 package System.Bignums is
    pragma Preelaborate;
 
-   type Bignum is private;
+   subtype Bignum is System.Shared_Bignums.Bignum;
 
    function Big_Add (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "+"
    function Big_Sub (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "-"
@@ -77,8 +79,6 @@ package System.Bignums is
 
 private
 
-   type Bignum is new System.Address;
-
    pragma Inline (Big_Add);
    pragma Inline (Big_Sub);
    pragma Inline (Big_Mul);
index 8c236cbab35608f06570b5140d170de6e0451b1a..2f6bdd5c79a868844238fc992f80abba109c9cb1 100644 (file)
 
 --  This package provides arbitrary precision signed integer arithmetic.
 
-with System;                  use System;
-with System.Secondary_Stack;  use System.Secondary_Stack;
-with System.Storage_Elements; use System.Storage_Elements;
-
 package body System.Generic_Bignums is
 
    use Interfaces;
    --  So that operations on Unsigned_32/Unsigned_64 are available
 
+   use Shared_Bignums;
+
    type DD is mod Base ** 2;
    --  Double length digit used for intermediate computations
 
@@ -65,18 +63,13 @@ package body System.Generic_Bignums is
    function Add
      (X, Y  : Digit_Vector;
       X_Neg : Boolean;
-      Y_Neg : Boolean) return Bignum
+      Y_Neg : Boolean) return Big_Integer
    with
      Pre => X'First = 1 and then Y'First = 1;
    --  This procedure adds two signed numbers returning the Sum, it is used
    --  for both addition and subtraction. The value computed is X + Y, with
    --  X_Neg and Y_Neg giving the signs of the operands.
 
-   function Allocate_Bignum (Len : Length) return Bignum with
-     Post => Allocate_Bignum'Result.Len = Len;
-   --  Allocate Bignum value of indicated length on secondary stack. On return
-   --  the Neg and D fields are left uninitialized.
-
    type Compare_Result is (LT, EQ, GT);
    --  Indicates result of comparison in following call
 
@@ -90,8 +83,8 @@ package body System.Generic_Bignums is
 
    procedure Div_Rem
      (X, Y              : Bignum;
-      Quotient          : out Bignum;
-      Remainder         : out Bignum;
+      Quotient          : out Big_Integer;
+      Remainder         : out Big_Integer;
       Discard_Quotient  : Boolean := False;
       Discard_Remainder : Boolean := False);
    --  Returns the Quotient and Remainder from dividing abs (X) by abs (Y). The
@@ -99,18 +92,15 @@ package body System.Generic_Bignums is
    --  Quotient is undefined on return, and if Discard_Remainder is True, then
    --  Remainder is undefined on return. Service routine for Big_Div/Rem/Mod.
 
-   procedure Free_Bignum (X : Bignum) is null;
-   --  Called to free a Bignum value used in intermediate computations. In
-   --  this implementation using the secondary stack, it does nothing at all,
-   --  because we rely on Mark/Release, but it may be of use for some
-   --  alternative implementation.
-
    function Normalize
      (X   : Digit_Vector;
-      Neg : Boolean := False) return Bignum;
-   --  Given a digit vector and sign, allocate and construct a Bignum value.
-   --  Note that X may have leading zeroes which must be removed, and if the
-   --  result is zero, the sign is forced positive.
+      Neg : Boolean := False) return Big_Integer;
+   --  Given a digit vector and sign, allocate and construct a big integer
+   --  value. Note that X may have leading zeroes which must be removed, and if
+   --  the result is zero, the sign is forced positive.
+
+   function "**" (X : Bignum; Y : SD) return Big_Integer;
+   --  Exponentiation routine where we know right operand is one word
 
    ---------
    -- Add --
@@ -119,7 +109,7 @@ package body System.Generic_Bignums is
    function Add
      (X, Y  : Digit_Vector;
       X_Neg : Boolean;
-      Y_Neg : Boolean) return Bignum
+      Y_Neg : Boolean) return Big_Integer
    is
    begin
       --  If signs are the same, we are doing an addition, it is convenient to
@@ -202,73 +192,11 @@ package body System.Generic_Bignums is
       end if;
    end Add;
 
-   ---------------------
-   -- Allocate_Bignum --
-   ---------------------
-
-   function Allocate_Bignum (Len : Length) return Bignum is
-      Addr : Address;
-
-   begin
-      --  Allocation on the heap
-
-      if not Use_Secondary_Stack then
-         declare
-            B : Bignum;
-         begin
-            B := new Bignum_Data'(Len, False, (others => 0));
-            return B;
-         end;
-
-      --  Allocation on the secondary stack
-
-      else
-         --  Note: The approach used here is designed to avoid strict aliasing
-         --  warnings that appeared previously using unchecked conversion.
-
-         SS_Allocate (Addr, Storage_Offset (4 + 4 * Len));
-
-         declare
-            B : Bignum;
-            for B'Address use Addr'Address;
-            pragma Import (Ada, B);
-
-            BD : Bignum_Data (Len);
-            for BD'Address use Addr;
-            pragma Import (Ada, BD);
-
-            --  Expose a writable view of discriminant BD.Len so that we can
-            --  initialize it. We need to use the exact layout of the record
-            --  to ensure that the Length field has 24 bits as expected.
-
-            type Bignum_Data_Header is record
-               Len : Length;
-               Neg : Boolean;
-            end record;
-
-            for Bignum_Data_Header use record
-               Len at 0 range 0 .. 23;
-               Neg at 3 range 0 .. 7;
-            end record;
-
-            BDH : Bignum_Data_Header;
-            for BDH'Address use BD'Address;
-            pragma Import (Ada, BDH);
-
-            pragma Assert (BDH.Len'Size = BD.Len'Size);
-
-         begin
-            BDH.Len := Len;
-            return B;
-         end;
-      end if;
-   end Allocate_Bignum;
-
    -------------
    -- Big_Abs --
    -------------
 
-   function Big_Abs (X : Bignum) return Bignum is
+   function Big_Abs (X : Bignum) return Big_Integer is
    begin
       return Normalize (X.D);
    end Big_Abs;
@@ -277,7 +205,7 @@ package body System.Generic_Bignums is
    -- Big_Add --
    -------------
 
-   function Big_Add  (X, Y : Bignum) return Bignum is
+   function Big_Add  (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
    begin
       return Add (X.D, Y.D, X.Neg, Y.Neg);
    end Big_Add;
@@ -305,85 +233,83 @@ package body System.Generic_Bignums is
    --   13    -5   -2      -13   -5     2
    --   14    -5   -2      -14   -5     2
 
-   function Big_Div  (X, Y : Bignum) return Bignum is
-      Q, R : Bignum;
+   function Big_Div  (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
+      Q, R : aliased Big_Integer;
    begin
       Div_Rem (X, Y, Q, R, Discard_Remainder => True);
-      Q.Neg := Q.Len > 0 and then (X.Neg xor Y.Neg);
+      To_Bignum (Q).Neg := To_Bignum (Q).Len > 0 and then (X.Neg xor Y.Neg);
       return Q;
    end Big_Div;
 
-   -------------
-   -- Big_Exp --
-   -------------
-
-   function Big_Exp  (X, Y : Bignum) return Bignum is
-
-      function "**" (X : Bignum; Y : SD) return Bignum;
-      --  Internal routine where we know right operand is one word
-
-      ----------
-      -- "**" --
-      ----------
+   ----------
+   -- "**" --
+   ----------
 
-      function "**" (X : Bignum; Y : SD) return Bignum is
-      begin
-         case Y is
+   function "**" (X : Bignum; Y : SD) return Big_Integer is
+   begin
+      case Y is
 
-            --  X ** 0 is 1
+         --  X ** 0 is 1
 
-            when 0 =>
-               return Normalize (One_Data);
+         when 0 =>
+            return Normalize (One_Data);
 
-            --  X ** 1 is X
+         --  X ** 1 is X
 
-            when 1 =>
-               return Normalize (X.D);
+         when 1 =>
+            return Normalize (X.D);
 
-            --  X ** 2 is X * X
+         --  X ** 2 is X * X
 
-            when 2 =>
-               return Big_Mul (X, X);
+         when 2 =>
+            return Big_Mul (X, X);
 
-            --  For X greater than 2, use the recursion
+         --  For X greater than 2, use the recursion
 
-            --  X even, X ** Y = (X ** (Y/2)) ** 2;
-            --  X odd,  X ** Y = (X ** (Y/2)) ** 2 * X;
+         --  X even, X ** Y = (X ** (Y/2)) ** 2;
+         --  X odd,  X ** Y = (X ** (Y/2)) ** 2 * X;
 
-            when others =>
-               declare
-                  XY2  : constant Bignum := X ** (Y / 2);
-                  XY2S : constant Bignum := Big_Mul (XY2, XY2);
-                  Res  : Bignum;
-
-               begin
-                  Free_Bignum (XY2);
-
-                  --  Raise storage error if intermediate value is getting too
-                  --  large, which we arbitrarily define as 200 words for now.
-
-                  if XY2S.Len > 200 then
-                     Free_Bignum (XY2S);
-                     raise Storage_Error with
-                       "exponentiation result is too large";
-                  end if;
+         when others =>
+            declare
+               XY2  : aliased Big_Integer := X ** (Y / 2);
+               XY2S : aliased Big_Integer :=
+                 Big_Mul (To_Bignum (XY2), To_Bignum (XY2));
+               Res  : Big_Integer;
 
-                  --  Otherwise take care of even/odd cases
+            begin
+               Free_Big_Integer (XY2);
+
+               --  Raise storage error if intermediate value is getting too
+               --  large, which we arbitrarily define as 200 words for now.
+               --  ??? Consider putting a limit instead in a wrapper of
+               --  Allocate_Big_Integer and update all calls to
+               --  Allocate_Big_Integer to call this wrapper, to catch all such
+               --  cases.
+
+               if To_Bignum (XY2S).Len > 200 then
+                  Free_Big_Integer (XY2S);
+                  raise Storage_Error with
+                    "exponentiation result is too large";
+               end if;
 
-                  if (Y and 1) = 0 then
-                     return XY2S;
+               --  Otherwise take care of even/odd cases
 
-                  else
-                     Res := Big_Mul (XY2S, X);
-                     Free_Bignum (XY2S);
-                     return Res;
-                  end if;
-               end;
-         end case;
-      end "**";
+               if (Y and 1) = 0 then
+                  return XY2S;
+               else
+                  Res := Big_Mul (To_Bignum (XY2S), X);
+                  Free_Big_Integer (XY2S);
+                  return Res;
+               end if;
+            end;
+      end case;
+   end "**";
 
-   --  Start of processing for Big_Exp
+   -------------
+   -- Big_Exp --
+   -------------
 
+   function Big_Exp  (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
    begin
       --  Error if right operand negative
 
@@ -431,6 +357,127 @@ package body System.Generic_Bignums is
       end if;
    end Big_Exp;
 
+   -------------
+   -- Big_And --
+   -------------
+
+   function Big_And (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
+   begin
+      if X.Len > Y.Len then
+         return Big_And (X => Y, Y => X);
+      end if;
+
+      --  X is the smallest integer
+
+      declare
+         Result : Digit_Vector (1 .. X.Len);
+         Diff   : constant Length := Y.Len - X.Len;
+      begin
+         for J in 1 .. X.Len loop
+            Result (J) := X.D (J) and Y.D (J + Diff);
+         end loop;
+
+         return Normalize (Result, X.Neg and Y.Neg);
+      end;
+   end Big_And;
+
+   ------------
+   -- Big_Or --
+   ------------
+
+   function Big_Or  (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
+   begin
+      if X.Len < Y.Len then
+         return Big_Or (X => Y, Y => X);
+      end if;
+
+      --  X is the largest integer
+
+      declare
+         Result : Digit_Vector (1 .. X.Len);
+         Index  : Length;
+         Diff   : constant Length := X.Len - Y.Len;
+
+      begin
+         Index := 1;
+
+         while Index <= Diff loop
+            Result (Index) := X.D (Index);
+            Index := Index + 1;
+         end loop;
+
+         for J in 1 .. Y.Len loop
+            Result (Index) := X.D (Index) or Y.D (J);
+            Index := Index + 1;
+         end loop;
+
+         return Normalize (Result, X.Neg or Y.Neg);
+      end;
+   end Big_Or;
+
+   --------------------
+   -- Big_Shift_Left --
+   --------------------
+
+   function Big_Shift_Left (X : Bignum; Amount : Natural) return Big_Integer is
+   begin
+      if X.Neg then
+         raise Constraint_Error;
+      elsif Amount = 0 then
+         return Allocate_Big_Integer (X.D, False);
+      end if;
+
+      declare
+         Shift  : constant Natural := Amount rem SD'Size;
+         Result : Digit_Vector (0 .. X.Len + Amount / SD'Size);
+         Carry  : SD := 0;
+
+      begin
+         for J in X.Len + 1 .. Result'Last loop
+            Result (J) := 0;
+         end loop;
+
+         for J in reverse 1 .. X.Len loop
+            Result (J) := Shift_Left (X.D (J), Shift) or Carry;
+            Carry := Shift_Right (X.D (J), SD'Size - Shift);
+         end loop;
+
+         Result (0) := Carry;
+         return Normalize (Result, False);
+      end;
+   end Big_Shift_Left;
+
+   ---------------------
+   -- Big_Shift_Right --
+   ---------------------
+
+   function Big_Shift_Right
+     (X : Bignum; Amount : Natural) return Big_Integer is
+   begin
+      if X.Neg then
+         raise Constraint_Error;
+      elsif Amount = 0 then
+         return Allocate_Big_Integer (X.D, False);
+      end if;
+
+      declare
+         Shift  : constant Natural := Amount rem SD'Size;
+         Result : Digit_Vector (1 .. X.Len - Amount / SD'Size);
+         Carry  : SD := 0;
+
+      begin
+         for J in 1 .. Result'Last - 1 loop
+            Result (J) := Shift_Right (X.D (J), Shift) or Carry;
+            Carry := Shift_Left (X.D (J), SD'Size - Shift);
+         end loop;
+
+         Result (Result'Last) :=
+           Shift_Right (X.D (Result'Last), Shift) or Carry;
+
+         return Normalize (Result, False);
+      end;
+   end Big_Shift_Right;
+
    ------------
    -- Big_EQ --
    ------------
@@ -499,8 +546,8 @@ package body System.Generic_Bignums is
    --   13    -5      -2        3       -13   -5      -3       -3
    --   14    -5      -1        4       -14   -5      -4       -4
 
-   function Big_Mod (X, Y : Bignum) return Bignum is
-      Q, R : Bignum;
+   function Big_Mod (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
+      Q, R : aliased Big_Integer;
 
    begin
       --  If signs are same, result is same as Rem
@@ -517,17 +564,17 @@ package body System.Generic_Bignums is
 
          --  Zero result is unchanged
 
-         if R.Len = 0 then
+         if To_Bignum (R).Len = 0 then
             return R;
 
          --  Otherwise adjust result
 
          else
             declare
-               T1 : constant Bignum := Big_Sub (Y, R);
+               T1 : aliased Big_Integer := Big_Sub (Y, To_Bignum (R));
             begin
-               T1.Neg := Y.Neg;
-               Free_Bignum (R);
+               To_Bignum (T1).Neg := Y.Neg;
+               Free_Big_Integer (R);
                return T1;
             end;
          end if;
@@ -538,7 +585,7 @@ package body System.Generic_Bignums is
    -- Big_Mul --
    -------------
 
-   function Big_Mul (X, Y : Bignum) return Bignum is
+   function Big_Mul (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
       Result : Digit_Vector (1 .. X.Len + Y.Len) := (others => 0);
       --  Accumulate result (max length of result is sum of operand lengths)
 
@@ -589,7 +636,7 @@ package body System.Generic_Bignums is
    -- Big_Neg --
    -------------
 
-   function Big_Neg (X : Bignum) return Bignum is
+   function Big_Neg (X : Bignum) return Big_Integer is
    begin
       return Normalize (X.D, not X.Neg);
    end Big_Neg;
@@ -617,11 +664,11 @@ package body System.Generic_Bignums is
    --   13    -5     3      -13   -5     -3
    --   14    -5     4      -14   -5     -4
 
-   function Big_Rem (X, Y : Bignum) return Bignum is
-      Q, R : Bignum;
+   function Big_Rem (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
+      Q, R : aliased Big_Integer;
    begin
       Div_Rem (X, Y, Q, R, Discard_Quotient => True);
-      R.Neg := R.Len > 0 and then X.Neg;
+      To_Bignum (R).Neg := To_Bignum (R).Len > 0 and then X.Neg;
       return R;
    end Big_Rem;
 
@@ -629,7 +676,7 @@ package body System.Generic_Bignums is
    -- Big_Sub --
    -------------
 
-   function Big_Sub (X, Y : Bignum) return Bignum is
+   function Big_Sub (X, Y : Bignum) return Big_Integer is
    begin
       --  If right operand zero, return left operand (avoiding sharing)
 
@@ -681,11 +728,10 @@ package body System.Generic_Bignums is
 
    procedure Div_Rem
      (X, Y              : Bignum;
-      Quotient          : out Bignum;
-      Remainder         : out Bignum;
+      Quotient          : out Big_Integer;
+      Remainder         : out Big_Integer;
       Discard_Quotient  : Boolean := False;
-      Discard_Remainder : Boolean := False)
-   is
+      Discard_Remainder : Boolean := False) is
    begin
       --  Error if division by zero
 
@@ -698,8 +744,14 @@ package body System.Generic_Bignums is
       --  If X < Y then quotient is zero and remainder is X
 
       if Compare (X.D, Y.D, False, False) = LT then
-         Remainder := Normalize (X.D);
-         Quotient  := Normalize (Zero_Data);
+         if not Discard_Quotient then
+            Quotient := Normalize (Zero_Data);
+         end if;
+
+         if not Discard_Remainder then
+            Remainder := Normalize (X.D);
+         end if;
+
          return;
 
       --  If both X and Y are less than 2**63-1, we can use Long_Long_Integer
@@ -714,8 +766,14 @@ package body System.Generic_Bignums is
             A : constant LLI := abs (From_Bignum (X));
             B : constant LLI := abs (From_Bignum (Y));
          begin
-            Quotient  := To_Bignum (A / B);
-            Remainder := To_Bignum (A rem B);
+            if not Discard_Quotient then
+               Quotient := To_Bignum (A / B);
+            end if;
+
+            if not Discard_Remainder then
+               Remainder := To_Bignum (A rem B);
+            end if;
+
             return;
          end;
 
@@ -738,9 +796,15 @@ package body System.Generic_Bignums is
                ND := ND rem Div;
             end loop;
 
-            Quotient  := Normalize (Result);
-            Remdr (1) := SD (ND);
-            Remainder := Normalize (Remdr);
+            if not Discard_Quotient then
+               Quotient  := Normalize (Result);
+            end if;
+
+            if not Discard_Remainder then
+               Remdr (1) := SD (ND);
+               Remainder := Normalize (Remdr);
+            end if;
+
             return;
          end;
       end if;
@@ -969,9 +1033,9 @@ package body System.Generic_Bignums is
          if not Discard_Remainder then
             declare
                Remdr : DD;
-
             begin
                Remdr := 0;
+
                for K in 1 .. n loop
                   Remdr := Base * Remdr + DD (u (m + K));
                   r (K) := SD (Remdr / d);
@@ -1046,9 +1110,8 @@ package body System.Generic_Bignums is
 
    function Normalize
      (X   : Digit_Vector;
-      Neg : Boolean := False) return Bignum
+      Neg : Boolean := False) return Big_Integer
    is
-      B : Bignum;
       J : Length;
 
    begin
@@ -1057,73 +1120,159 @@ package body System.Generic_Bignums is
          J := J + 1;
       end loop;
 
-      B := Allocate_Bignum (X'Last - J + 1);
-      B.Neg := B.Len > 0 and then Neg;
-      B.D := X (J .. X'Last);
-      return B;
+      return Allocate_Big_Integer (X (J .. X'Last), J <= X'Last and then Neg);
    end Normalize;
 
    ---------------
    -- To_Bignum --
    ---------------
 
-   function To_Bignum (X : Long_Long_Integer) return Bignum is
-      R : Bignum;
-
+   function To_Bignum (X : Long_Long_Integer) return Big_Integer is
    begin
       if X = 0 then
-         R := Allocate_Bignum (0);
+         return Allocate_Big_Integer ((1 .. 0 => <>), False);
 
       --  One word result
 
       elsif X in -(2 ** 32 - 1) .. +(2 ** 32 - 1) then
-         R := Allocate_Bignum (1);
-         R.D (1) := SD (abs (X));
+         return Allocate_Big_Integer ((1 => SD (abs X)), X < 0);
 
       --  Largest negative number annoyance
 
       elsif X = Long_Long_Integer'First then
-         R := Allocate_Bignum (2);
-         R.D (1) := 2 ** 31;
-         R.D (2) := 0;
+         return Allocate_Big_Integer ((2 ** 31, 0), True);
 
-      --  Normal two word case
+      --  Other negative numbers
 
+      elsif X < 0 then
+         return Allocate_Big_Integer
+                  ((SD ((-X) / Base), SD ((-X) mod Base)), True);
+
+      --  Positive numbers
       else
-         R := Allocate_Bignum (2);
-         R.D (2) := SD (abs (X) mod Base);
-         R.D (1) := SD (abs (X) / Base);
+         return Allocate_Big_Integer ((SD (X / Base), SD (X mod Base)), False);
       end if;
-
-      R.Neg := X < 0;
-      return R;
    end To_Bignum;
 
-   function To_Bignum (X : Unsigned_64) return Bignum is
-      R : Bignum;
-
+   function To_Bignum (X : Unsigned_64) return Big_Integer is
    begin
       if X = 0 then
-         R := Allocate_Bignum (0);
+         return Allocate_Big_Integer ((1 .. 0 => <>), False);
 
       --  One word result
 
       elsif X < 2 ** 32 then
-         R := Allocate_Bignum (1);
-         R.D (1) := SD (X);
+         return Allocate_Big_Integer ((1 => SD (X)), False);
 
       --  Two word result
 
       else
-         R := Allocate_Bignum (2);
-         R.D (2) := SD (X mod Base);
-         R.D (1) := SD (X / Base);
+         return Allocate_Big_Integer ((SD (X / Base), SD (X mod Base)), False);
       end if;
-
-      R.Neg := False;
-      return R;
    end To_Bignum;
 
+   ---------------
+   -- To_String --
+   ---------------
+
+   Hex_Chars : constant array (0 .. 15) of Character := "0123456789ABCDEF";
+
+   function To_String
+     (X : Bignum; Width : Natural := 0; Base : Positive := 10) return String
+   is
+      Big_Base : aliased Bignum_Data := (1, False, (1 => SD (Base)));
+
+      function Add_Base (S : String) return String;
+      --  Add base information if Base /= 10
+
+      function Leading_Padding
+        (Str        : String;
+         Min_Length : Natural;
+         Char       : Character := ' ') return String;
+      --  Return padding of Char concatenated with Str so that the resulting
+      --  string is at least Min_Length long.
+
+      function Image (Arg : Bignum) return String;
+      --  Return image of Arg, assuming Arg is positive.
+
+      function Image (N : Natural) return String;
+      --  Return image of N, with no leading space.
+
+      --------------
+      -- Add_Base --
+      --------------
+
+      function Add_Base (S : String) return String is
+      begin
+         if Base = 10 then
+            return S;
+         else
+            return Image (Base) & "#" & S & "#";
+         end if;
+      end Add_Base;
+
+      -----------
+      -- Image --
+      -----------
+
+      function Image (N : Natural) return String is
+         S : constant String := Natural'Image (N);
+      begin
+         return S (2 .. S'Last);
+      end Image;
+
+      function Image (Arg : Bignum) return String is
+      begin
+         if Big_LT (Arg, Big_Base'Unchecked_Access) then
+            return (1 => Hex_Chars (Natural (From_Bignum (Arg))));
+         else
+            declare
+               Div    : aliased Big_Integer;
+               Remain : aliased Big_Integer;
+               R      : Natural;
+
+            begin
+               Div_Rem (Arg, Big_Base'Unchecked_Access, Div, Remain);
+               R := Natural (From_Bignum (To_Bignum (Remain)));
+               Free_Big_Integer (Remain);
+
+               return S : constant String :=
+                 Image (To_Bignum (Div)) & Hex_Chars (R)
+               do
+                  Free_Big_Integer (Div);
+               end return;
+            end;
+         end if;
+      end Image;
+
+      ---------------------
+      -- Leading_Padding --
+      ---------------------
+
+      function Leading_Padding
+        (Str        : String;
+         Min_Length : Natural;
+         Char       : Character := ' ') return String is
+      begin
+         return (1 .. Integer'Max (Integer (Min_Length) - Str'Length, 0)
+                        => Char) & Str;
+      end Leading_Padding;
+
+      Zero : aliased Bignum_Data := (0, False, D => Zero_Data);
+
+   begin
+      if Big_LT (X, Zero'Unchecked_Access) then
+         declare
+            X_Pos : aliased Bignum_Data := (X.Len, not X.Neg, X.D);
+         begin
+            return Leading_Padding
+                     ("-" & Add_Base (Image (X_Pos'Unchecked_Access)), Width);
+         end;
+      else
+         return Leading_Padding (" " & Add_Base (Image (X)), Width);
+      end if;
+   end To_String;
+
    -------------
    -- Is_Zero --
    -------------
index c060a73e0e0ec5b82952c841a9b89f1133bc270d..003a8fdb1e93937a8057e0e7851bee53ab4171bb 100644 (file)
 --  and can be used either built into the compiler via System.Bignums or to
 --  implement a default version of Ada.Numerics.Big_Numbers.Big_Integers.
 
---  If Use_Secondary_Stack is True then all Bignum values are allocated on the
---  secondary stack. If False, the heap is used and the caller is responsible
---  for memory management.
-
-with Ada.Unchecked_Conversion;
 with Interfaces;
+with System.Shared_Bignums;
 
 generic
-   Use_Secondary_Stack : Boolean;
-package System.Generic_Bignums is
-   pragma Preelaborate;
-
-   pragma Assert (Long_Long_Integer'Size = 64);
-   --  This package assumes that Long_Long_Integer size is 64 bit (i.e. that it
-   --  has a range of -2**63 to 2**63-1). The front end ensures that the mode
-   --  ELIMINATED is not allowed for overflow checking if this is not the case.
-
-   subtype Length is Natural range 0 .. 2 ** 23 - 1;
-   --  Represent number of words in Digit_Vector
-
-   Base : constant := 2 ** 32;
-   --  Digit vectors use this base
-
-   subtype SD is Interfaces.Unsigned_32;
-   --  Single length digit
+   type Big_Integer is private;
 
-   type Digit_Vector is array (Length range <>) of SD;
-   --  Represent digits of a number (most significant digit first)
+   with function Allocate_Big_Integer
+          (D : Shared_Bignums.Digit_Vector; Neg : Boolean) return Big_Integer;
+   --  Allocate Bignum value with the given contents
 
-   type Bignum_Data (Len : Length) is record
-      Neg : Boolean;
-      --  Set if value is negative, never set for zero
+   with procedure Free_Big_Integer (X : in out Big_Integer);
+   --  Free the memory associated with X
 
-      D : Digit_Vector (1 .. Len);
-      --  Digits of number, most significant first, represented in base
-      --  2**Base. No leading zeroes are stored, and the value of zero is
-      --  represented using an empty vector for D.
-   end record;
+   with function To_Bignum
+          (X : aliased in out Big_Integer) return Shared_Bignums.Bignum;
+   --  Convert the given Big_Integer to a Bignum
 
-   for Bignum_Data use record
-      Len at 0 range 0 .. 23;
-      Neg at 3 range 0 .. 7;
-   end record;
+package System.Generic_Bignums is
+   pragma Preelaborate;
 
-   type Bignum is access all Bignum_Data;
-   --  This is the type that is used externally. Possibly this could be a
-   --  private type, but we leave the structure exposed for now. For one
-   --  thing it helps with debugging. Note that this package never shares
-   --  an allocated Bignum value, so for example for X + 0, a copy of X is
-   --  returned, not X itself.
+   subtype Bignum is Shared_Bignums.Bignum;
 
-   function To_Bignum is new Ada.Unchecked_Conversion (System.Address, Bignum);
-   function To_Address is new
-     Ada.Unchecked_Conversion (Bignum, System.Address);
+   --  Note that this package never shares an allocated Big_Integer value, so
+   --  so for example for X + 0, a copy of X is returned, not X itself.
 
    --  Note: none of the subprograms in this package modify the Bignum_Data
    --  records referenced by Bignum arguments of mode IN.
 
-   function Big_Add (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "+"
-   function Big_Sub (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "-"
-   function Big_Mul (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "*"
-   function Big_Div (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "/"
-   function Big_Exp (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "**"
-   function Big_Mod (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "mod"
-   function Big_Rem (X, Y : Bignum) return Bignum;  --  "rem"
-   function Big_Neg (X    : Bignum) return Bignum;  --  "-"
-   function Big_Abs (X    : Bignum) return Bignum;  --  "abs"
+   function Big_Add (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "+"
+   function Big_Sub (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "-"
+   function Big_Mul (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "*"
+   function Big_Div (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "/"
+   function Big_Exp (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "**"
+   function Big_Mod (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "mod"
+   function Big_Rem (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "rem"
+   function Big_Neg (X    : Bignum) return Big_Integer;  --  "-"
+   function Big_Abs (X    : Bignum) return Big_Integer;  --  "abs"
    --  Perform indicated arithmetic operation on bignum values. No exception
    --  raised except for Div/Mod/Rem by 0 which raises Constraint_Error with
    --  an appropriate message.
 
+   function Big_And (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "and"
+   function Big_Or  (X, Y : Bignum) return Big_Integer;  --  "or"
+   --  Perform indicated bitwise operation on big num values.
+   --  The negative flags of X and Y are also combined.
+
+   function Big_Shift_Left  (X : Bignum; Amount : Natural) return Big_Integer;
+   function Big_Shift_Right (X : Bignum; Amount : Natural) return Big_Integer;
+   --  Perform indicated bitwise operation on big num values.
+   --  Constraint_Error is raised if X is negative.
+
    function Big_EQ  (X, Y : Bignum) return Boolean;  -- "="
    function Big_NE  (X, Y : Bignum) return Boolean;  -- "/="
    function Big_GE  (X, Y : Bignum) return Boolean;  -- ">="
@@ -117,18 +97,24 @@ package System.Generic_Bignums is
    --  Returns True if the Bignum value is in the range of Long_Long_Integer,
    --  so that a call to From_Bignum is guaranteed not to raise an exception.
 
-   function To_Bignum (X : Long_Long_Integer) return Bignum;
-   --  Convert Long_Long_Integer to Bignum. No exception can be raised for any
-   --  input argument.
+   function To_Bignum (X : Long_Long_Integer) return Big_Integer;
+   --  Convert Long_Long_Integer to a big integer. No exception can be raised
+   --  for any input argument.
 
-   function To_Bignum (X : Interfaces.Unsigned_64) return Bignum;
-   --  Convert Unsigned_64 to Bignum. No exception can be raised for any
+   function To_Bignum (X : Interfaces.Unsigned_64) return Big_Integer;
+   --  Convert Unsigned_64 to a big integer. No exception can be raised for any
    --  input argument.
 
    function From_Bignum (X : Bignum) return Long_Long_Integer;
    --  Convert Bignum to Long_Long_Integer. Constraint_Error raised with
    --  appropriate message if value is out of range of Long_Long_Integer.
 
+   function To_String
+     (X : Bignum; Width : Natural := 0; Base : Positive := 10)
+      return String;
+   --  Return the image of X, based on the given Width and Base, as defined
+   --  in the RM for Ada.Text_IO. Base should really be in the range 2 .. 16.
+
    function Is_Zero (X : Bignum) return Boolean;
    --  Return True if X = 0
 
diff --git a/gcc/ada/libgnat/s-shabig.ads b/gcc/ada/libgnat/s-shabig.ads
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c4f6944
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,80 @@
+------------------------------------------------------------------------------
+--                                                                          --
+--                         GNAT COMPILER COMPONENTS                         --
+--                                                                          --
+--                S Y S T E M . S H A R E D _ B I G N U M S                 --
+--                                                                          --
+--                                 S p e c                                  --
+--                                                                          --
+--            Copyright (C) 2012-2020, Free Software Foundation, Inc.       --
+--                                                                          --
+-- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
+-- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
+-- ware  Foundation;  either version 3,  or (at your option) any later ver- --
+-- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
+-- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
+-- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.                                     --
+--                                                                          --
+-- As a special exception under Section 7 of GPL version 3, you are granted --
+-- additional permissions described in the GCC Runtime Library Exception,   --
+-- version 3.1, as published by the Free Software Foundation.               --
+--                                                                          --
+-- You should have received a copy of the GNU General Public License and    --
+-- a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;     --
+-- see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see    --
+-- <http://www.gnu.org/licenses/>.                                          --
+--                                                                          --
+-- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
+-- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies Inc.      --
+--                                                                          --
+------------------------------------------------------------------------------
+
+--  This package provides declarations shared across all instantiations of
+--  System.Generic_Bignums.
+
+with Ada.Unchecked_Conversion;
+with Interfaces;
+
+package System.Shared_Bignums is
+   pragma Preelaborate;
+
+   pragma Assert (Long_Long_Integer'Size = 64);
+   --  This package assumes that Long_Long_Integer size is 64 bit (i.e. that it
+   --  has a range of -2**63 to 2**63-1). The front end ensures that the mode
+   --  ELIMINATED is not allowed for overflow checking if this is not the case.
+
+   subtype Length is Natural range 0 .. 2 ** 23 - 1;
+   --  Represent number of words in Digit_Vector
+
+   Base : constant := 2 ** 32;
+   --  Digit vectors use this base
+
+   subtype SD is Interfaces.Unsigned_32;
+   --  Single length digit
+
+   type Digit_Vector is array (Length range <>) of SD;
+   --  Represent digits of a number (most significant digit first)
+
+   type Bignum_Data (Len : Length) is record
+      Neg : Boolean;
+      --  Set if value is negative, never set for zero
+
+      D : Digit_Vector (1 .. Len);
+      --  Digits of number, most significant first, represented in base
+      --  2**Base. No leading zeroes are stored, and the value of zero is
+      --  represented using an empty vector for D.
+   end record;
+
+   for Bignum_Data use record
+      Len at 0 range 0 .. 23;
+      Neg at 3 range 0 .. 7;
+   end record;
+
+   type Bignum is access all Bignum_Data;
+
+   function To_Bignum is new Ada.Unchecked_Conversion (System.Address, Bignum);
+
+   function To_Address is new
+     Ada.Unchecked_Conversion (Bignum, System.Address);
+
+end System.Shared_Bignums;