feat: some mpz methods for LEAN_USE_GMP=OFF

src/runtime/mpz.cpp

@@ -239,13 +239,13 @@ std::ostream & operator<<(std::ostream & out, mpz const & v) {
 /***** NON GMP VERSION ******/
 
 void mpz::allocate(size_t s) {
-    m_sign   = false;
     m_size   = s;
     m_digits = static_cast<mpn_digit*>(alloc(s * sizeof(mpn_digit)));
 }
 
 void mpz::init() {
     allocate(1);
+    m_sign      = false;
     m_digits[0] = 0;
 }
 
@@ -269,15 +269,17 @@ void mpz::init_str(char const * v) {
 
 void mpz::init_uint(unsigned int v) {
     allocate(1);
+    m_sign   = false;
     m_digits[0] = v;
 }
 
 void mpz::init_int(int v) {
     allocate(1);
     if (v < 0) {
-        m_sign = true;
+        m_sign      = true;
         m_digits[0] = -v;
     } else {
+        m_sign      = false;
         m_digits[0] = v;
     }
 }
@@ -285,9 +287,11 @@ void mpz::init_int(int v) {
 void mpz::init_uint64(uint64 v) {
     if (v <= std::numeric_limits<unsigned>::max()) {
         allocate(1);
+        m_sign      = false;
         m_digits[0] = v;
     } else {
         allocate(2);
+        m_sign = false;
         (reinterpret_cast<uint64*>(m_digits))[0] = v;
     }
 }
@@ -442,38 +446,72 @@ int cmp(mpz const & a, unsigned b) {
 }
 
 int cmp(mpz const & a, int b) {
+    if (a.m_sign) {
+        if (b < 0) {
+            unsigned b1 = -b;
+            return mpn_compare(&b1, 1, a.m_digits, a.m_size);
+        } else {
+            return -1;
+        }
+    } else {
+        if (b < 0) {
+            return 1;
+        } else {
+            unsigned b1 = b;
+            return mpn_compare(a.m_digits, a.m_size, &b1, 1);
+        }
+    }
+}
+
+void mpz::set(size_t sz, mpn_digit const * digits) {
+    while (sz > 1 && digits[sz - 1] == 0)
+        sz--;
+    if (sz != m_size) {
+        dealloc(m_digits, sizeof(mpn_digit)*m_size);
+        allocate(sz);
+    }
+    memcpy(m_digits, digits, sizeof(mpn_digit)*sz);
+}
+
+mpz & mpz::add(bool sign, size_t sz, mpn_digit const * digits) {
     // TODO
     lean_unreachable();
 }
 
 mpz & mpz::operator+=(mpz const & o) {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+    return add(o.m_sign, o.m_size, o.m_digits);
 }
 
 mpz & mpz::operator+=(unsigned u) {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+    return add(false, 1, &u);
 }
 
 mpz & mpz::operator+=(int u) {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+    if (u < 0) {
+        unsigned u1 = -u;
+        return add(true, 1, &u1);
+    } else {
+        unsigned u1 = u;
+        return add(false, 1, &u1);
+    }
 }
 
 mpz & mpz::operator-=(mpz const & o) {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+    return add(!o.m_sign, o.m_size, o.m_digits);
 }
 
 mpz & mpz::operator-=(unsigned u) {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+    return add(true, 1, &u);
 }
 
 mpz & mpz::operator-=(int u) {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+    if (u < 0) {
+        unsigned u1 = -u;
+        return add(false, 1, &u1);
+    } else {
+        unsigned u1 = u;
+        return add(true, 1, &u1);
+    }
 }
 
 mpz & mpz::operator*=(mpz const & o) {
@@ -506,9 +544,17 @@ mpz rem(mpz const & a, mpz const & b) {
     lean_unreachable();
 }
 
-mpz mpz::pow(unsigned int exp) const {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+mpz mpz::pow(unsigned int p) const {
+    unsigned mask = 1;
+    mpz power(p);
+    mpz result(1);
+    while (mask <= p) {
+        if (mask & p)
+            result *= power;
+        power *= power;
+        mask = mask << 1;
+    }
+    return result;
 }
 
 size_t mpz::log2() const {
@@ -552,8 +598,8 @@ void mod2k(mpz & a, mpz const & b, unsigned k) {
 }
 
 void power(mpz & a, mpz const & b, unsigned k) {
-    // TODO
-    lean_unreachable();
+    a = b;
+    a.pow(k);
 }
 
 void gcd(mpz & g, mpz const & a, mpz const & b) {

src/runtime/mpz.h

@@ -39,6 +39,8 @@ class mpz {
     void init_uint64(uint64 v);
     void init_int64(int64 v);
     void init_mpz(mpz const & v);
+    void set(size_t sz, mpn_digit const * digits);
+    mpz & add(bool sign, size_t sz, mpn_digit const * digits);
 #endif
 public:
     mpz();