]> gitweb.factorcode.org Git - factor.git/blobdiff - basis/random/sfmt/sfmt.factor
use radix literals
[factor.git] / basis / random / sfmt / sfmt.factor
index 6b0fc66be29ecc8c0da5342414ce05982cdbc1a4..4777058bae9f873b0b4c0381f8c8b05140121ebc 100644 (file)
@@ -1,9 +1,10 @@
 ! Copyright (C) 2009 Doug Coleman.
 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
-USING: accessors alien.c-types kernel locals math math.ranges
-math.bitwise math.vectors math.vectors.simd random
-sequences specialized-arrays sequences.private classes.struct ;
-SIMD: uint
+USING: accessors alien.c-types alien.data kernel locals math
+math.ranges math.bitwise math.vectors math.vectors.simd random
+sequences specialized-arrays sequences.private classes.struct
+combinators.short-circuit fry ;
+FROM: sequences => change-nth ;
 SPECIALIZED-ARRAY: uint
 SPECIALIZED-ARRAY: uint-4
 IN: random.sfmt
@@ -16,8 +17,9 @@ STRUCT: sfmt-state
     { seed uint }
     { n uint }
     { m uint }
-    { ix uint }
+    { index uint }
     { mask uint-4 }
+    { parity uint-4 }
     { r1 uint-4 }
     { r2 uint-4 } ;
 
@@ -26,14 +28,25 @@ TUPLE: sfmt
     { uint-array uint-array }
     { uint-4-array uint-4-array } ;
 
+: endian-shuffle ( v -- w )
+    little-endian? [
+        uchar-16{ 3 2 1 0 7 6 5 4 11 10 9 8 15 14 13 12 } vshuffle
+    ] unless ; inline
+
+: hlshift* ( v n -- w )
+    [ endian-shuffle ] dip hlshift endian-shuffle ; inline
+
+: hrshift* ( v n -- w )
+    [ endian-shuffle ] dip hrshift endian-shuffle ; inline
+
 : wA ( w -- wA )
-   dup 1 hlshift vbitxor ; inline
+   dup 1 hlshift* vbitxor ; inline
 
 : wB ( w mask -- wB )
    [ 11 vrshift ] dip vbitand ; inline
 
 : wC ( w -- wC )
-   1 hrshift ; inline
+   1 hrshift* ; inline
 
 : wD ( w -- wD )
    18 vlshift ; inline
@@ -48,20 +61,20 @@ GENERIC: generate ( sfmt -- )
 M:: sfmt generate ( sfmt -- )
     sfmt state>> :> state
     sfmt uint-4-array>> :> array
-    state n>> 2 - array nth state (>>r1)
-    state n>> 1 - array nth state (>>r2)
-    state m>> :> m 
-    state n>> :> n 
+    state n>> 2 - array nth state r1<<
+    state n>> 1 - array nth state r2<<
+    state m>> :> m
+    state n>> :> n
     state mask>> :> mask
 
     n m - >fixnum iota [| i |
-        i array nth-unsafe 
+        i array nth-unsafe
         i m + array nth-unsafe
         mask state r1>> state r2>> formula :> r
 
         r i array set-nth-unsafe
-        state r2>> state (>>r1)
-        r state (>>r2)
+        state r2>> state r1<<
+        r state r2<<
     ] each
 
     ! n m - 1 + n [a,b) [
@@ -72,51 +85,69 @@ M:: sfmt generate ( sfmt -- )
         mask state r1>> state r2>> formula :> r
 
         r i array set-nth-unsafe
-        state r2>> state (>>r1)
-        r state (>>r2)
+        state r2>> state r1<<
+        r state r2<<
     ] each
-    
-    0 state (>>ix) ;
+
+    0 state index<< ;
+
+: period-certified? ( sfmt -- ? )
+    [ uint-4-array>> first ]
+    [ state>> parity>> ] bi vbitand odd-parity? ;
+
+: first-set-bit ( x -- n )
+    0 swap [
+        dup { [ 0 > ] [ 1 bitand 0 = ] } 1&&
+    ] [
+        [ 1 + ] [ -1 shift ] bi*
+    ] while drop ;
+
+: correct-period ( sfmt -- )
+    [ drop 0 ]
+    [ state>> parity>> first first-set-bit ]
+    [ uint-array>> swap '[ _ toggle-bit ] change-nth ] tri ;
+
+: certify-period ( sfmt -- sfmt )
+    dup period-certified? [ dup correct-period ] unless ;
 
 : <sfmt-array> ( sfmt -- uint-array uint-4-array )
-    state>> 
-    [ n>> 4 * iota >uint-array ] [ seed>> ] bi
+    state>>
+    [ n>> 4 * [1,b] uint >c-array ] [ seed>> ] bi
     [
         [
-            [
-                [ -30 shift ] [ ] bi bitxor
-                state-multiplier * 32 bits
-            ] dip +
-        ] unless-zero 32 bits
+            [ -30 shift ] [ ] bi bitxor
+            state-multiplier * 32 bits
+        ] dip + 32 bits
     ] uint-array{ } accumulate-as nip
-    dup underlying>> byte-array>uint-4-array ;
+    dup uint-4 cast-array ;
 
-: <sfmt-state> ( seed n m mask -- sfmt )
+: <sfmt-state> ( seed n m mask parity -- sfmt )
     sfmt-state <struct>
+        swap >>parity
         swap >>mask
         swap >>m
         swap >>n
         swap >>seed
-        0 >>ix ;
+        0 >>index ;
 
 : init-sfmt ( sfmt -- sfmt' )
     dup <sfmt-array> [ >>uint-array ] [ >>uint-4-array ] bi*
-    [ generate ] keep ; inline
+    certify-period [ generate ] keep ; inline
 
-: <sfmt> ( seed n m mask -- sfmt )
+: <sfmt> ( seed n m mask parity -- sfmt )
     <sfmt-state>
     sfmt new
         swap >>state
         init-sfmt ; inline
 
 : refill-sfmt? ( sfmt -- ? )
-    state>> [ ix>> ] [ n>> 4 * ] bi >= ;
+    state>> [ index>> ] [ n>> 4 * ] bi >= ; inline
 
-: next-ix ( sfmt -- ix )
-    state>> [ dup 1 + ] change-ix drop ; inline
+: next-index ( sfmt -- index )
+    state>> [ dup 1 + ] change-index drop ; inline
 
 : next ( sfmt -- n )
-    [ next-ix ] [ uint-array>> ] bi nth-unsafe ; inline
+    [ next-index ] [ uint-array>> ] bi nth-unsafe ; inline
 
 PRIVATE>
 
@@ -128,5 +159,10 @@ M: sfmt seed-random ( sfmt seed -- sfmt )
     [ drop init-sfmt ] 2bi ;
 
 : <sfmt-19937> ( seed -- sfmt )
-    348 330 uint-4{ HEX: BFFFFFF6 HEX: BFFAFFFF HEX: DDFECB7F HEX: DFFFFFEF }
+    156 122
+    uint-4{ 0xdfffffef 0xddfecb7f 0xbffaffff 0xbffffff6 }
+    uint-4{ 0x1 0x0 0x0 0x13c9e684 }
     <sfmt> ; inline
+
+: default-sfmt ( -- sfmt )
+    [ random-32 ] with-secure-random <sfmt-19937> ;