py/mpz: Complete implementation of mpz_{and,or,xor} for negative args.

For these 3 bitwise operations there are now fast functions for
positive-only arguments, and general functions for arbitrary sign
arguments (the fast functions are the existing implementation).

By default the fast functions are not used (to save space) and instead
the general functions are used for all operations.

Enable MICROPY_OPT_MPZ_BITWISE to use the fast functions for positive
arguments.

5 files changed, 386 insertions, 22 deletions

diff --git a/tests/basics/int_big_and.py b/tests/basics/int_big_and.py
index 2dabe80ec..b3bba37c1 100644
--- a/tests/basics/int_big_and.py
+++ b/tests/basics/int_big_and.py
@@ -26,3 +26,120 @@ print((-a) & 0xffffffff)
 print((-a) & 0xffffffffffffffffffffffffffffffff)
 print((-a) & 2)
 print((-(1 << 70)) & 2)
+
+# test negative on lhs and rhs
+mpz = 1 << 70
+a = 123456789012345678901234567890
+print(-1 & (-a))
+print(-2 & (-a))
+print(-2345678901234567890123456789 & (-a))
+print((-a) & (-a))
+print((-a) & (-0xffffffff))
+print((-a) & (-0xffffffffffffffffffffffffffffffff))
+print((-1) & (-0xffffffffffffffffffffffffffffffff))
+print((-a) & (-2))
+print((-mpz) & (-2))
+
+# test + + 
+
+print( 97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     & 23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( 53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     & 37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( 26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     & 98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( 21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     & 15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( 40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     & 63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( 5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     & 59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( 283894311
+     & 86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( 40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     & 9487909752)
+
+# test - + 
+
+print( -97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     & 23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( -53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     & 37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( -26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     & 98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( -21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     & 15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( -40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     & 63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( -5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     & 59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( -283894311
+     & 86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( -40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     & 9487909752)
+
+# test + - 
+
+print( 97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     & -23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( 53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     & -37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( 26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     & -98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( 21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     & -15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( 40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     & -63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( 5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     & -59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( 283894311
+     & -86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( 40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     & -9487909752)
+
+# test - - 
+
+print( -97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     & -23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( -53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     & -37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( -26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     & -98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( -21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     & -15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( -40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     & -63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( -5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     & -59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( -283894311
+     & -86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( -40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     & -9487909752)
diff --git a/tests/basics/int_big_or.py b/tests/basics/int_big_or.py
index a279ce742..0defd984e 100644
--- a/tests/basics/int_big_or.py
+++ b/tests/basics/int_big_or.py
@@ -2,3 +2,143 @@ print(0 | (1 << 80))
 
 a = 0xfffffffffffffffffffffffffffff
 print(a | (1 << 200))
+
+
+# test + + 
+
+print(0 | (1 << 80))
+print((1 << 80) | (1 << 80))
+print((1 << 80) | 0)
+
+a = 0xfffffffffffffffffffffffffffff
+print(a | (1 << 100))
+print(a | (1 << 200))
+print(a | a == 0)
+print(bool(a | a))
+
+print( 97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     | 23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( 53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     | 37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( 26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     | 98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( 21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     | 15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( 40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     | 63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( 5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     | 59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( 283894311
+     | 86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( 40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     | 9487909752)
+
+# test - + 
+
+print((-1 << 80) | (1 << 80))
+print((-1 << 80) | 0)
+
+print((-a) | (1 << 100))
+print((-a) | (1 << 200))
+print((-a) | a == 0)
+print(bool((-a) | a))
+
+print( -97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     | 23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( -53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     | 37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( -26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     | 98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( -21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     | 15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( -40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     | 63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( -5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     | 59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( -283894311
+     | 86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( -40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     | 9487909752)
+
+# test + - 
+
+print(0 | (-1 << 80))
+print((1 << 80) | (-1 << 80))
+
+print(a | (-1 << 100))
+print(a | (-1 << 200))
+print(a | (-a) == 0)
+print(bool(a | (-a)))
+
+print( 97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     | -23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( 53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     | -37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( 26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     | -98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( 21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     | -15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( 40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     | -63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( 5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     | -59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( 283894311
+     | -86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( 40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     | -9487909752)
+
+# test - - 
+
+print((-1 << 80) | (-1 << 80))
+
+print((-a) | (-1 << 100))
+print((-a) | (-1 << 200))
+print((-a) | (-a) == 0)
+print(bool((-a) | (-a)))
+
+print( -97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     | -23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( -53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     | -37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( -26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     | -98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( -21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     | -15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( -40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     | -63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( -5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     | -59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( -283894311
+     | -86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( -40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     | -9487909752)
+
+
diff --git a/tests/basics/int_big_xor.py b/tests/basics/int_big_xor.py
index 1c6278b29..f14a763a4 100644
--- a/tests/basics/int_big_xor.py
+++ b/tests/basics/int_big_xor.py
@@ -1,3 +1,6 @@
+
+# test + + 
+
 print(0 ^ (1 << 80))
 print((1 << 80) ^ (1 << 80))
 print((1 << 80) ^ 0)
@@ -7,3 +10,129 @@ print(a ^ (1 << 100))
 print(a ^ (1 << 200))
 print(a ^ a == 0)
 print(bool(a ^ a))
+
+print( 97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     ^ 23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( 53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     ^ 37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( 26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     ^ 98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( 21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     ^ 15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( 40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     ^ 63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( 5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     ^ 59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( 283894311
+     ^ 86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( 40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     ^ 9487909752)
+
+# test - + 
+
+print((-1 << 80) ^ (1 << 80))
+print((-1 << 80) ^ 0)
+
+print((-a) ^ (1 << 100))
+print((-a) ^ (1 << 200))
+print((-a) ^ a == 0)
+print(bool((-a) ^ a))
+
+print( -97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     ^ 23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( -53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     ^ 37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( -26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     ^ 98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( -21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     ^ 15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( -40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     ^ 63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( -5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     ^ 59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( -283894311
+     ^ 86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( -40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     ^ 9487909752)
+
+# test + - 
+
+print(0 ^ (-1 << 80))
+print((1 << 80) ^ (-1 << 80))
+
+print(a ^ (-1 << 100))
+print(a ^ (-1 << 200))
+print(a ^ (-a) == 0)
+print(bool(a ^ (-a)))
+
+print( 97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     ^ -23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( 53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     ^ -37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( 26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     ^ -98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( 21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     ^ -15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( 40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     ^ -63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( 5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     ^ -59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( 283894311
+     ^ -86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( 40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     ^ -9487909752)
+
+# test - - 
+
+print((-1 << 80) ^ (-1 << 80))
+
+print((-a) ^ (-1 << 100))
+print((-a) ^ (-1 << 200))
+print((-a) ^ (-a) == 0)
+print(bool((-a) ^ (-a)))
+
+print( -97989513389222316022151446562729620153292831887555425160965597396
+     ^ -23716683549865351578586448630079789776107310103486834795830390982)
+
+print( -53817081128841898634258263553430908085326601592682411889506742059
+     ^ -37042558948907407488299113387826240429667200950043601129661240876)
+
+print( -26167512042587370698808974207700979337713004510730289760097826496
+     ^ -98456276326770292376138852628141531773120376436197321310863125849)
+
+print( -21085380307304977067262070503651827226504797285572981274069266136
+     ^ -15928222825828272388778130358888206480162413547887287646273147570)
+
+print( -40827393422334167255488276244226338235131323044408420081160772273
+     ^ -63815443187857978125545555033672525708399848575557475462799643340)
+
+print( -5181013159871685724135944379095645225188360725917119022722046448
+     ^ -59734090450462480092384049604830976376887859531148103803093112493)
+
+print( -283894311
+     ^ -86526825689187217371383854139783231460931720533100376593106943447)
+
+print( -40019818573920230246248826511203818792007462193311949166285967147
+     ^ -9487909752)
+
diff --git a/tests/misc/non_compliant.py b/tests/misc/non_compliant.py
index 9c55ac2c3..c760c2acc 100644
--- a/tests/misc/non_compliant.py
+++ b/tests/misc/non_compliant.py
@@ -70,22 +70,3 @@ try:
 except NotImplementedError:
     print('NotImplementedError')
 
-mpz = 1 << 70
-
-# mpz and with both args negative
-try:
-    -mpz & -2
-except NotImplementedError:
-    print('NotImplementedError')
-
-# mpz or with args opposite sign
-try:
-    -mpz | 2
-except NotImplementedError:
-    print('NotImplementedError')
-
-# mpz xor with args opposite sign
-try:
-    -mpz ^ 2
-except NotImplementedError:
-    print('NotImplementedError')
diff --git a/tests/misc/non_compliant.py.exp b/tests/misc/non_compliant.py.exp
index 5937ccb2f..28b1470d7 100644
--- a/tests/misc/non_compliant.py.exp
+++ b/tests/misc/non_compliant.py.exp
@@ -9,6 +9,3 @@ NotImplementedError
 NotImplementedError
 NotImplementedError
 NotImplementedError
-NotImplementedError
-NotImplementedError
-NotImplementedError