[BACK]Return to array.c CVS log [TXT][DIR] Up to [local] / OpenXM_contrib2 / asir2000 / builtin

Annotation of OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c, Revision 1.13

1.6       noro        1: /*
                      2:  * Copyright (c) 1994-2000 FUJITSU LABORATORIES LIMITED
                      3:  * All rights reserved.
                      4:  *
                      5:  * FUJITSU LABORATORIES LIMITED ("FLL") hereby grants you a limited,
                      6:  * non-exclusive and royalty-free license to use, copy, modify and
                      7:  * redistribute, solely for non-commercial and non-profit purposes, the
                      8:  * computer program, "Risa/Asir" ("SOFTWARE"), subject to the terms and
                      9:  * conditions of this Agreement. For the avoidance of doubt, you acquire
                     10:  * only a limited right to use the SOFTWARE hereunder, and FLL or any
                     11:  * third party developer retains all rights, including but not limited to
                     12:  * copyrights, in and to the SOFTWARE.
                     13:  *
                     14:  * (1) FLL does not grant you a license in any way for commercial
                     15:  * purposes. You may use the SOFTWARE only for non-commercial and
                     16:  * non-profit purposes only, such as academic, research and internal
                     17:  * business use.
                     18:  * (2) The SOFTWARE is protected by the Copyright Law of Japan and
                     19:  * international copyright treaties. If you make copies of the SOFTWARE,
                     20:  * with or without modification, as permitted hereunder, you shall affix
                     21:  * to all such copies of the SOFTWARE the above copyright notice.
                     22:  * (3) An explicit reference to this SOFTWARE and its copyright owner
                     23:  * shall be made on your publication or presentation in any form of the
                     24:  * results obtained by use of the SOFTWARE.
                     25:  * (4) In the event that you modify the SOFTWARE, you shall notify FLL by
1.7       noro       26:  * e-mail at risa-admin@sec.flab.fujitsu.co.jp of the detailed specification
1.6       noro       27:  * for such modification or the source code of the modified part of the
                     28:  * SOFTWARE.
                     29:  *
                     30:  * THE SOFTWARE IS PROVIDED AS IS WITHOUT ANY WARRANTY OF ANY KIND. FLL
                     31:  * MAKES ABSOLUTELY NO WARRANTIES, EXPRESSED, IMPLIED OR STATUTORY, AND
                     32:  * EXPRESSLY DISCLAIMS ANY IMPLIED WARRANTY OF MERCHANTABILITY, FITNESS
                     33:  * FOR A PARTICULAR PURPOSE OR NONINFRINGEMENT OF THIRD PARTIES'
                     34:  * RIGHTS. NO FLL DEALER, AGENT, EMPLOYEES IS AUTHORIZED TO MAKE ANY
                     35:  * MODIFICATIONS, EXTENSIONS, OR ADDITIONS TO THIS WARRANTY.
                     36:  * UNDER NO CIRCUMSTANCES AND UNDER NO LEGAL THEORY, TORT, CONTRACT,
                     37:  * OR OTHERWISE, SHALL FLL BE LIABLE TO YOU OR ANY OTHER PERSON FOR ANY
                     38:  * DIRECT, INDIRECT, SPECIAL, INCIDENTAL, PUNITIVE OR CONSEQUENTIAL
                     39:  * DAMAGES OF ANY CHARACTER, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, DAMAGES
                     40:  * ARISING OUT OF OR RELATING TO THE SOFTWARE OR THIS AGREEMENT, DAMAGES
                     41:  * FOR LOSS OF GOODWILL, WORK STOPPAGE, OR LOSS OF DATA, OR FOR ANY
                     42:  * DAMAGES, EVEN IF FLL SHALL HAVE BEEN INFORMED OF THE POSSIBILITY OF
                     43:  * SUCH DAMAGES, OR FOR ANY CLAIM BY ANY OTHER PARTY. EVEN IF A PART
                     44:  * OF THE SOFTWARE HAS BEEN DEVELOPED BY A THIRD PARTY, THE THIRD PARTY
                     45:  * DEVELOPER SHALL HAVE NO LIABILITY IN CONNECTION WITH THE USE,
                     46:  * PERFORMANCE OR NON-PERFORMANCE OF THE SOFTWARE.
                     47:  *
1.13    ! noro       48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.12 2001/06/07 04:54:38 noro Exp $
1.6       noro       49: */
1.1       noro       50: #include "ca.h"
                     51: #include "base.h"
                     52: #include "parse.h"
                     53: #include "inline.h"
1.4       noro       54:
                     55: #if 0
1.1       noro       56: #undef DMAR
                     57: #define DMAR(a1,a2,a3,d,r) (r)=dmar(a1,a2,a3,d);
1.4       noro       58: #endif
1.1       noro       59:
1.11      noro       60: extern int DP_Print; /* XXX */
1.1       noro       61:
1.3       noro       62: void inner_product_mat_int_mod(Q **,int **,int,int,int,Q *);
                     63: void solve_by_lu_mod(int **,int,int,int **,int);
1.1       noro       64: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,unsigned int *,unsigned int *);
                     65: int lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,int *);
                     66: void mat_to_gfmmat(MAT,unsigned int,GFMMAT *);
                     67:
                     68: int generic_gauss_elim_mod(int **,int,int,int,int *);
                     69: int generic_gauss_elim(MAT ,MAT *,Q *,int **,int **);
                     70:
                     71: int gauss_elim_mod(int **,int,int,int);
                     72: int gauss_elim_mod1(int **,int,int,int);
                     73: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **,int,int,int);
                     74: int gauss_elim_geninv_mod_swap(unsigned int **,int,int,unsigned int,unsigned int ***,int **);
                     75: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
1.9       noro       76: void Pnewbytearray();
1.1       noro       77:
                     78: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     79:
                     80: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
                     81: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol();
                     82: void sepvect();
                     83: void Pmulmat_gf2n();
                     84: void Pbconvmat_gf2n();
                     85: void Pmul_vect_mat_gf2n();
                     86: void PNBmul_gf2n();
                     87: void Pmul_mat_vect_int();
                     88: void Psepmat_destructive();
                     89: void Px962_irredpoly_up2();
                     90: void Pirredpoly_up2();
                     91: void Pnbpoly_up2();
                     92: void Pqsort();
                     93:
                     94: struct ftab array_tab[] = {
                     95:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                     96:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                     97:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
                     98:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                     99:        {"newvect",Pnewvect,-2},
                    100:        {"newmat",Pnewmat,-3},
1.9       noro      101:        {"newbytearray",Pnewbytearray,-2},
1.1       noro      102:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    103:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    104:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    105:        {"vtol",Pvtol,1},
                    106:        {"size",Psize,1},
                    107:        {"det",Pdet,-2},
                    108:        {"leqm",Pleqm,2},
                    109:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    110:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    111:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
                    112:        {"remainder",Premainder,2},
                    113:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    114:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    115:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    116:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    117:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    118:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    119:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    120:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    121:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
                    122:        {0,0,0},
                    123: };
                    124:
                    125: int comp_obj(a,b)
                    126: Obj *a,*b;
                    127: {
                    128:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    129: }
                    130:
                    131: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    132: static NODE generic_comp_obj_arg;
                    133:
                    134: int generic_comp_obj(a,b)
                    135: Obj *a,*b;
                    136: {
                    137:        Q r;
                    138:
                    139:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    140:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                    141:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                    142:        if ( !r )
                    143:                return 0;
                    144:        else
                    145:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    146: }
                    147:
                    148:
                    149: void Pqsort(arg,rp)
                    150: NODE arg;
                    151: VECT *rp;
                    152: {
                    153:        VECT vect;
                    154:        char buf[BUFSIZ];
                    155:        char *fname;
                    156:        NODE n;
                    157:        P p;
                    158:        V v;
                    159:
                    160:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"qsort");
                    161:        vect = (VECT)ARG0(arg);
                    162:        if ( argc(arg) == 1 )
                    163:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    164:        else {
                    165:                p = (P)ARG1(arg);
                    166:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    167:                        error("qsort : invalid argument");
                    168:                v = VR(p);
                    169:                if ( (int)v->attr != V_SR )
                    170:                        error("qsort : no such function");
                    171:                generic_comp_obj_func = (FUNC)v->priv;
                    172:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    173:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    174:        }
                    175:        *rp = vect;
                    176: }
                    177:
                    178: void PNBmul_gf2n(arg,rp)
                    179: NODE arg;
                    180: GF2N *rp;
                    181: {
                    182:        GF2N a,b;
                    183:        GF2MAT mat;
                    184:        int n,w;
                    185:        unsigned int *ab,*bb;
                    186:        UP2 r;
                    187:
                    188:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    189:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    190:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    191:        if ( !a || !b )
                    192:                *rp = 0;
                    193:        else {
                    194:                n = mat->row;
                    195:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    196:
                    197:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    198:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    199:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    200:
                    201:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    202:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    203:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    204:
                    205:                NEWUP2(r,w);
                    206:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    207:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    208:                r->w = w;
                    209:                _adjup2(r);
                    210:                if ( !r->w )
                    211:                        *rp = 0;
                    212:                else
                    213:                        MKGF2N(r,*rp);
                    214:        }
                    215: }
                    216:
                    217: void Pmul_vect_mat_gf2n(arg,rp)
                    218: NODE arg;
                    219: GF2N *rp;
                    220: {
                    221:        GF2N a;
                    222:        GF2MAT mat;
                    223:        int n,w;
                    224:        unsigned int *b;
                    225:        UP2 r;
                    226:
                    227:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    228:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    229:        if ( !a )
                    230:                *rp = 0;
                    231:        else {
                    232:                n = mat->row;
                    233:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    234:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    235:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    236:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    237:                NEWUP2(r,w);
                    238:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    239:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    240:                r->w = w;
                    241:                _adjup2(r);
                    242:                if ( !r->w )
                    243:                        *rp = 0;
                    244:                else {
                    245:                        MKGF2N(r,*rp);
                    246:                }
                    247:        }
                    248: }
                    249:
                    250: void Pbconvmat_gf2n(arg,rp)
                    251: NODE arg;
                    252: LIST *rp;
                    253: {
                    254:        P p0,p1;
                    255:        int to;
                    256:        GF2MAT p01,p10;
                    257:        GF2N root;
                    258:        NODE n0,n1;
                    259:
                    260:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    261:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    262:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    263:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    264:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    265:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    266:        } else
                    267:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    268:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    269:        MKLIST(*rp,n0);
                    270: }
                    271:
                    272: void Pmulmat_gf2n(arg,rp)
                    273: NODE arg;
                    274: GF2MAT *rp;
                    275: {
                    276:        GF2MAT m;
                    277:
                    278:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    279:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    280:        *rp = m;
                    281: }
                    282:
                    283: void Psepmat_destructive(arg,rp)
                    284: NODE arg;
                    285: LIST *rp;
                    286: {
                    287:        MAT mat,mat1;
                    288:        int i,j,row,col;
                    289:        Q **a,**a1;
                    290:        Q ent;
                    291:        N nm,mod,rem,quo;
                    292:        int sgn;
                    293:        NODE n0,n1;
                    294:
                    295:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    296:        row = mat->row; col = mat->col;
                    297:        MKMAT(mat1,row,col);
                    298:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    299:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    300:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    301:                        ent = a[i][j];
                    302:                        if ( !ent )
                    303:                                continue;
                    304:                        nm = NM(ent);
                    305:                        sgn = SGN(ent);
                    306:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    307: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    308: /*                             GC_free(nm); */
                    309: /*                     GC_free(ent); */
                    310:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    311:                }
                    312:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    313:        MKLIST(*rp,n0);
                    314: }
                    315:
                    316: void Psepvect(arg,rp)
                    317: NODE arg;
                    318: VECT *rp;
                    319: {
                    320:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    321: }
                    322:
                    323: void sepvect(v,d,rp)
                    324: VECT v;
                    325: int d;
                    326: VECT *rp;
                    327: {
                    328:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    329:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    330:        VECT w,u;
                    331:
                    332:        n = v->len;
                    333:        if ( d > n )
                    334:                d = n;
                    335:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    336:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    337:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    338:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    339:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    340:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    341:                        pu[j] = pv[k];
                    342:        }
                    343:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    344:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    345:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    346:                        pu[j] = pv[k];
                    347:        }
                    348: }
                    349:
                    350: void Pnewvect(arg,rp)
                    351: NODE arg;
                    352: VECT *rp;
                    353: {
                    354:        int len,i,r;
                    355:        VECT vect;
                    356:        pointer *vb;
                    357:        LIST list;
                    358:        NODE tn;
                    359:
                    360:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    361:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      362:        if ( len < 0 )
1.1       noro      363:                error("newvect : invalid size");
                    364:        MKVECT(vect,len);
                    365:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    366:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    367:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    368:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    369:                if ( r > len ) {
                    370:                        *rp = vect;
                    371:                        return;
                    372:                }
                    373:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    374:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    375:        }
                    376:        *rp = vect;
1.9       noro      377: }
                    378:
                    379: void Pnewbytearray(arg,rp)
                    380: NODE arg;
                    381: BYTEARRAY *rp;
                    382: {
                    383:        int len,i,r;
                    384:        BYTEARRAY array;
                    385:        unsigned char *vb;
1.10      noro      386:        char *str;
1.9       noro      387:        LIST list;
                    388:        NODE tn;
                    389:
                    390:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newbytearray");
                    391:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    392:        if ( len < 0 )
                    393:                error("newbytearray : invalid size");
                    394:        MKBYTEARRAY(array,len);
                    395:        if ( argc(arg) == 2 ) {
1.10      noro      396:                if ( !ARG1(arg) )
                    397:                        error("newbytearray : invalid initialization");
                    398:                switch ( OID((Obj)ARG1(arg)) ) {
                    399:                        case O_LIST:
                    400:                                list = (LIST)ARG1(arg);
                    401:                                asir_assert(list,O_LIST,"newbytearray");
                    402:                                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    403:                                if ( r <= len ) {
                    404:                                        for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(array); tn;
                    405:                                                i++, tn = NEXT(tn) )
                    406:                                                vb[i] = (unsigned char)QTOS((Q)BDY(tn));
                    407:                                }
                    408:                                break;
                    409:                        case O_STR:
                    410:                                str = BDY((STRING)ARG1(arg));
                    411:                                r = strlen(str);
                    412:                                if ( r <= len )
                    413:                                        bcopy(str,BDY(array),r);
                    414:                                break;
                    415:                        default:
                    416:                                if ( !ARG1(arg) )
                    417:                                        error("newbytearray : invalid initialization");
1.9       noro      418:                }
                    419:        }
                    420:        *rp = array;
1.1       noro      421: }
                    422:
                    423: void Pnewmat(arg,rp)
                    424: NODE arg;
                    425: MAT *rp;
                    426: {
                    427:        int row,col;
                    428:        int i,j,r,c;
                    429:        NODE tn,sn;
                    430:        MAT m;
                    431:        pointer **mb;
                    432:        LIST list;
                    433:
                    434:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    435:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    436:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      437:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      438:                error("newmat : invalid size");
                    439:        MKMAT(m,row,col);
                    440:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    441:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    442:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    443:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    444:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    445:                        c = MAX(c,j);
                    446:                }
                    447:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    448:                        *rp = m;
                    449:                        return;
                    450:                }
                    451:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    452:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    453:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    454:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    455:                }
                    456:        }
                    457:        *rp = m;
                    458: }
                    459:
                    460: void Pvtol(arg,rp)
                    461: NODE arg;
                    462: LIST *rp;
                    463: {
                    464:        NODE n,n1;
                    465:        VECT v;
                    466:        pointer *a;
                    467:        int len,i;
                    468:
                    469:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    470:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    471:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    472:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    473:        }
                    474:        MKLIST(*rp,n);
                    475: }
                    476:
                    477: void Premainder(arg,rp)
                    478: NODE arg;
                    479: Obj *rp;
                    480: {
                    481:        Obj a;
                    482:        VECT v,w;
                    483:        MAT m,l;
                    484:        pointer *vb,*wb;
                    485:        pointer **mb,**lb;
                    486:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    487:        Q md,q;
                    488:
                    489:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    490:        if ( !a )
                    491:                *rp = 0;
                    492:        else {
                    493:                id = OID(a);
                    494:                switch ( id ) {
                    495:                        case O_N:
                    496:                        case O_P:
                    497:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    498:                        case O_VECT:
                    499:                                smd = QTOS(md);
                    500:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    501:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    502:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    503:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    504:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    505:                                                STOQ(t,q);
                    506:                                                if ( q )
                    507:                                                        SGN(q) = sgn;
                    508:                                        }
                    509:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    510:                                }
                    511:                                *rp = (Obj)w;
                    512:                                break;
                    513:                        case O_MAT:
                    514:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    515:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    516:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    517:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    518:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    519:                                *rp = (Obj)l;
                    520:                                break;
                    521:                        default:
                    522:                                error("remainder : invalid argument");
                    523:                }
                    524:        }
                    525: }
                    526:
                    527: void Psremainder(arg,rp)
                    528: NODE arg;
                    529: Obj *rp;
                    530: {
                    531:        Obj a;
                    532:        VECT v,w;
                    533:        MAT m,l;
                    534:        pointer *vb,*wb;
                    535:        pointer **mb,**lb;
                    536:        unsigned int t,smd;
                    537:        int id,i,j,n,row,col;
                    538:        Q md,q;
                    539:
                    540:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    541:        if ( !a )
                    542:                *rp = 0;
                    543:        else {
                    544:                id = OID(a);
                    545:                switch ( id ) {
                    546:                        case O_N:
                    547:                        case O_P:
                    548:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    549:                        case O_VECT:
                    550:                                smd = QTOS(md);
                    551:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    552:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    553:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    554:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    555:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    556:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    557:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    558:                                                UTOQ(t,q);
                    559:                                        }
                    560:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    561:                                }
                    562:                                *rp = (Obj)w;
                    563:                                break;
                    564:                        case O_MAT:
                    565:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    566:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    567:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    568:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    569:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    570:                                *rp = (Obj)l;
                    571:                                break;
                    572:                        default:
                    573:                                error("remainder : invalid argument");
                    574:                }
                    575:        }
                    576: }
                    577:
                    578: void Psize(arg,rp)
                    579: NODE arg;
                    580: LIST *rp;
                    581: {
                    582:
                    583:        int n,m;
                    584:        Q q;
                    585:        NODE t,s;
                    586:
                    587:        if ( !ARG0(arg) )
                    588:                 t = 0;
                    589:        else {
                    590:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    591:                        case O_VECT:
                    592:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    593:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    594:                                break;
                    595:                        case O_MAT:
                    596:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    597:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    598:                                break;
                    599:                        default:
                    600:                                error("size : invalid argument"); break;
                    601:                }
                    602:        }
                    603:        MKLIST(*rp,t);
                    604: }
                    605:
                    606: void Pdet(arg,rp)
                    607: NODE arg;
                    608: P *rp;
                    609: {
                    610:        MAT m;
                    611:        int n,i,j,mod;
                    612:        P d;
                    613:        P **mat,**w;
                    614:
                    615:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    616:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    617:        if ( m->row != m->col )
                    618:                error("det : non-square matrix");
                    619:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    620:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    621:        else {
                    622:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    623:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    624:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    625:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    626:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    627:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    628:                mptop(d,rp);
                    629:        }
                    630: }
                    631:
                    632: /*
                    633:        input : a row x col matrix A
                    634:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    635:
                    636:        output : [B,R,C]
                    637:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    638:                R : a vector of length rank(A)
                    639:                C : a vector of length col-rank(A)
                    640:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    641: */
                    642:
                    643: void Pgeneric_gauss_elim_mod(arg,rp)
                    644: NODE arg;
                    645: LIST *rp;
                    646: {
                    647:        NODE n0;
                    648:        MAT m,mat;
                    649:        VECT rind,cind;
                    650:        Q **tmat;
                    651:        int **wmat;
                    652:        Q *rib,*cib;
                    653:        int *colstat;
                    654:        Q q;
                    655:        int md,i,j,k,l,row,col,t,n,rank;
                    656:
                    657:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    658:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    659:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    660:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    661:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    662:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    663:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    664:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    665:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    666:                                t = rem(NM(q),md);
                    667:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    668:                                        t = (md - t) % md;
                    669:                                wmat[i][j] = t;
                    670:                        } else
                    671:                                wmat[i][j] = 0;
                    672:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    673:
                    674:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    675:        tmat = (Q **)mat->body;
                    676:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    677:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    678:                        if ( !colstat[j] ) {
                    679:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    680:                        }
                    681:
                    682:        MKVECT(rind,rank);
                    683:        MKVECT(cind,col-rank);
                    684:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    685:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    686:                if ( colstat[j] ) {
                    687:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    688:                } else {
                    689:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    690:                }
                    691:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    692:        MKLIST(*rp,n0);
                    693: }
                    694:
                    695: void Pleqm(arg,rp)
                    696: NODE arg;
                    697: VECT *rp;
                    698: {
                    699:        MAT m;
                    700:        VECT vect;
                    701:        pointer **mat;
                    702:        Q *v;
                    703:        Q q;
                    704:        int **wmat;
                    705:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    706:
                    707:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    708:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    709:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    710:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    711:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    712:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    713:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    714:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    715:                                t = rem(NM(q),md);
                    716:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    717:                                        t = (md - t) % md;
                    718:                                wmat[i][j] = t;
                    719:                        } else
                    720:                                wmat[i][j] = 0;
                    721:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    722:        if ( status < 0 )
                    723:                *rp = 0;
                    724:        else if ( status > 0 )
                    725:                *rp = (VECT)ONE;
                    726:        else {
                    727:                n = col - 1;
                    728:                MKVECT(vect,n);
                    729:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    730:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    731:                }
                    732:                *rp = vect;
                    733:        }
                    734: }
                    735:
                    736: int gauss_elim_mod(mat,row,col,md)
                    737: int **mat;
                    738: int row,col,md;
                    739: {
                    740:        int i,j,k,inv,a,n;
                    741:        int *t,*pivot;
                    742:
                    743:        n = col - 1;
                    744:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    745:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    746:                if ( i == row )
                    747:                        return 1;
                    748:                if ( i != j ) {
                    749:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    750:                }
                    751:                pivot = mat[j];
                    752:                inv = invm(pivot[j],md);
                    753:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    754: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    755:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    756:                }
                    757:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    758:                        t = mat[i];
                    759:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    760:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro      761:                                        unsigned int tk;
1.1       noro      762: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro      763:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                    764:                                        t[k] = tk;
1.1       noro      765:                                }
                    766:                }
                    767:        }
                    768:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    769:        if ( i == row )
                    770:                return 0;
                    771:        else
                    772:                return -1;
                    773: }
                    774:
1.4       noro      775: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      776:
                    777: int generic_gauss_elim(mat,nm,dn,rindp,cindp)
                    778: MAT mat;
                    779: MAT *nm;
                    780: Q *dn;
                    781: int **rindp,**cindp;
                    782: {
                    783:        int **wmat;
                    784:        Q **bmat;
                    785:        N **tmat;
                    786:        Q *bmi;
                    787:        N *tmi;
                    788:        Q q;
                    789:        int *wmi;
                    790:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    791:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    792:        N m1,m2,m3,s,u;
                    793:        MAT r,crmat;
                    794:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    795:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    796:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    797:        int ret;
                    798:
                    799:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    800:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    801:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    802:        bmat = (Q **)mat->body;
                    803:        row = mat->row; col = mat->col;
                    804:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    805:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    806:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    807:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.11      noro      808:                if ( DP_Print ) {
1.2       noro      809:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    810:                }
1.12      noro      811:                md = get_lprime(ind);
1.1       noro      812:                get_eg(&tmp0);
                    813:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    814:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    815:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    816:                                        t = rem(NM(q),md);
                    817:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    818:                                                t = (md - t) % md;
                    819:                                        wmi[j] = t;
                    820:                                } else
                    821:                                        wmi[j] = 0;
                    822:                get_eg(&tmp1);
                    823:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                    824:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                    825:                get_eg(&tmp0);
                    826:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    827:                get_eg(&tmp1);
                    828:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                    829:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                    830:                if ( !ind ) {
                    831: RESET:
                    832:                        UTON(md,m1);
                    833:                        rank0 = rank;
                    834:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    835:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    836:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    837:                        tmat = (N **)crmat->body;
                    838:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    839:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    840:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    841:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                    842:                                        }
                    843:                } else {
                    844:                        if ( rank < rank0 ) {
1.11      noro      845:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro      846:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro      847:                                        fflush(asir_out);
                    848:                                }
1.1       noro      849:                                continue;
                    850:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.11      noro      851:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro      852:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro      853:                                        fflush(asir_out);
                    854:                                }
1.1       noro      855:                                goto RESET;
                    856:                        } else {
                    857:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    858:                                if ( j < col ) {
1.11      noro      859:                                        if ( DP_Print ) {
1.1       noro      860:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro      861:                                                fflush(asir_out);
                    862:                                        }
1.1       noro      863:                                        goto RESET;
                    864:                                }
                    865:                        }
                    866:
                    867:                        get_eg(&tmp0);
                    868:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                    869:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                    870:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    871:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    872:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    873:                                                if ( tmi[k] ) {
                    874:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    875:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                    876:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                    877:                                                                t = wmi[j]-t;
                    878:                                                        else
                    879:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                    880:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    881:                                                        UTON(t1,u);
                    882:                                                        muln(m1,u,&s);
                    883:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    884:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                    885:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    886:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    887:                                                        UTON(t,u);
                    888:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    889:                                                }
                    890:                                                k++;
                    891:                                        }
                    892:                        m1 = m3;
                    893:                        get_eg(&tmp1);
                    894:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                    895:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                    896:
                    897:                        get_eg(&tmp0);
1.13    ! noro      898:                        if ( ind % 16 )
        !           899:                                ret = 0;
        !           900:                        else
        !           901:                                ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
1.1       noro      902:                        get_eg(&tmp1);
                    903:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                    904:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                    905:                        if ( ret ) {
                    906:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    907:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    908:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    909:                                        if ( colstat[j] )
                    910:                                                rind[k++] = j;
                    911:                                        else
                    912:                                                cind[l++] = j;
                    913:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro      914:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                    915:                                        get_eg(&tmp1);
                    916:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                    917:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
1.11      noro      918:                                        if ( DP_Print ) {
1.3       noro      919:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                    920:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                    921:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                    922:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                    923:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                    924:                                                fflush(asir_out);
                    925:                                        }
                    926:                                        return rank;
                    927:                                }
                    928:                        }
                    929:                }
                    930:        }
                    931: }
                    932:
                    933: int generic_gauss_elim_hensel(mat,nmmat,dn,rindp,cindp)
                    934: MAT mat;
                    935: MAT *nmmat;
                    936: Q *dn;
                    937: int **rindp,**cindp;
                    938: {
                    939:        MAT bmat,xmat;
                    940:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                    941:        Q *ai,*bi,*xi;
                    942:        int row,col;
                    943:        int **w;
                    944:        int *wi;
                    945:        int **wc;
                    946:        Q mdq,q,s,u;
                    947:        N tn;
                    948:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                    949:        unsigned int t;
                    950:        int *cinfo,*rinfo;
                    951:        int *rind,*cind;
                    952:        int count;
                    953:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                    954:
                    955:        a0 = (Q **)mat->body;
                    956:        row = mat->row; col = mat->col;
                    957:        w = (int **)almat(row,col);
                    958:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.12      noro      959:                md = get_lprime(ind);
1.3       noro      960:                STOQ(md,mdq);
                    961:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    962:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                    963:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                    964:                                        t = rem(NM(q),md);
                    965:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    966:                                                t = (md - t) % md;
                    967:                                        wi[j] = t;
                    968:                                } else
                    969:                                        wi[j] = 0;
                    970:
                    971:                rank = find_lhs_and_lu_mod(w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                    972:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                    973:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                    974:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                    975:                        if ( cinfo[j] ) {
                    976:                                /* the column is in lhs */
                    977:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    978:                                        w[i][li] = w[i][j];
                    979:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                    980:                                }
                    981:                                li++;
                    982:                        } else {
                    983:                                /* the column is in rhs */
                    984:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    985:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                    986:                                ri++;
                    987:                        }
                    988:
                    989:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                    990:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                    991:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                    992:                        /* use the right part of w as work area */
                    993:                        /* ri = col - rank */
                    994:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                    995:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    996:                                wc[i] = w[i]+rank;
                    997:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    998:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                    999:
                   1000:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                   1001:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                   1002:                                fprintf(stderr,".");
                   1003:                                /* wc = -b mod md */
                   1004:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1005:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1006:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1007:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1008:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1009:                                                                t = (md - t) % md;
                   1010:                                                        wi[j] = t;
                   1011:                                                } else
                   1012:                                                        wi[j] = 0;
                   1013:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                   1014:                                get_eg(&tmp0);
                   1015:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro     1016:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro     1017:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1018:                                /* x = x-q*wc */
                   1019:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1020:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1021:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                   1022:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                   1023:                                        }
                   1024:                                get_eg(&tmp0);
                   1025:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1026:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1027:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1028:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1029:                                                if ( s ) {
                   1030:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1031:                                                        if ( t )
                   1032:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1033:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1034:                                                } else
                   1035:                                                        b[i][j] = 0;
                   1036:                                        }
                   1037:                                get_eg(&tmp1);
                   1038:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1039:                                /* q = q*md */
                   1040:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
1.13    ! noro     1041:                                if ( !(count % 16) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
1.3       noro     1042:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1043:                                                if ( cinfo[j] )
                   1044:                                                        rind[k++] = j;
                   1045:                                                else
                   1046:                                                        cind[l++] = j;
                   1047:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                   1048:                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1049:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1050:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1051:                                                fflush(asir_out);
                   1052:                                                return rank;
                   1053:                                        }
1.1       noro     1054:                                }
                   1055:                        }
                   1056:        }
                   1057: }
                   1058:
                   1059: int f4_nocheck;
                   1060:
                   1061: int gensolve_check(mat,nm,dn,rind,cind)
                   1062: MAT mat,nm;
                   1063: Q dn;
                   1064: int *rind,*cind;
                   1065: {
                   1066:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1067:        Q s,t,u;
                   1068:        Q *w;
                   1069:        Q *mati,*nmk;
                   1070:
                   1071:        if ( f4_nocheck )
                   1072:                return 1;
                   1073:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1074:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1075:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1076:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1077:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1078: #if 1
                   1079:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1080:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1081:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1082:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1083:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1084:                        }
                   1085:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1086:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1087:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1088:                                break;
                   1089:                }
                   1090: #else
                   1091:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1092:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1093:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1094:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1095:                        }
                   1096:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1097:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1098:                                break;
                   1099:                }
                   1100: #endif
                   1101:                if ( j != clen )
                   1102:                        break;
                   1103:        }
                   1104:        if ( i != row )
                   1105:                return 0;
                   1106:        else
                   1107:                return 1;
                   1108: }
                   1109:
                   1110: /* assuming 0 < c < m */
                   1111:
                   1112: int inttorat(c,m,b,sgnp,nmp,dnp)
                   1113: N c,m,b;
                   1114: int *sgnp;
                   1115: N *nmp,*dnp;
                   1116: {
                   1117:        Q qq,t,u1,v1,r1,nm;
                   1118:        N q,r,u2,v2,r2;
                   1119:
                   1120:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1121:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1122:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1123:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1124:        }
                   1125:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1126:                return 0;
                   1127:        else {
                   1128:                *nmp = v2;
                   1129:                *dnp = NM(v1);
                   1130:                *sgnp = SGN(v1);
                   1131:                return 1;
                   1132:        }
                   1133: }
                   1134:
                   1135: /* mat->body = N ** */
                   1136:
                   1137: int intmtoratm(mat,md,nm,dn)
                   1138: MAT mat;
                   1139: N md;
                   1140: MAT nm;
                   1141: Q *dn;
                   1142: {
                   1143:        N t,s,b;
                   1144:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1145:        int i,j,k,l,row,col;
                   1146:        Q **rmat;
                   1147:        N **tmat;
                   1148:        N *tmi;
                   1149:        Q *nmk;
                   1150:        N u,unm,udn;
                   1151:        int sgn,ret;
                   1152:
1.3       noro     1153:        if ( UNIN(md) )
                   1154:                return 0;
1.1       noro     1155:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1156:        bshiftn(md,1,&t);
                   1157:        isqrt(t,&s);
                   1158:        bshiftn(s,64,&b);
                   1159:        if ( !b )
                   1160:                b = ONEN;
                   1161:        dn0 = ONE;
                   1162:        tmat = (N **)mat->body;
                   1163:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1164:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1165:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1166:                        if ( tmi[j] ) {
                   1167:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1168:                                remn(s,md,&u);
                   1169:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1170:                                if ( !ret )
                   1171:                                        return 0;
                   1172:                                else {
                   1173:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1174:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1175:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1176:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1177:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1178:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1179:                                                        }
                   1180:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1181:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1182:                                                }
                   1183:                                        }
                   1184:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1185:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1186:                                }
                   1187:                        }
                   1188:        *dn = dn0;
                   1189:        return 1;
                   1190: }
                   1191:
1.3       noro     1192: /* mat->body = Q ** */
                   1193:
                   1194: int intmtoratm_q(mat,md,nm,dn)
                   1195: MAT mat;
                   1196: N md;
                   1197: MAT nm;
                   1198: Q *dn;
                   1199: {
                   1200:        N t,s,b;
                   1201:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1202:        int i,j,k,l,row,col;
                   1203:        Q **rmat;
                   1204:        Q **tmat;
                   1205:        Q *tmi;
                   1206:        Q *nmk;
                   1207:        N u,unm,udn;
                   1208:        int sgn,ret;
                   1209:
                   1210:        if ( UNIN(md) )
                   1211:                return 0;
                   1212:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1213:        bshiftn(md,1,&t);
                   1214:        isqrt(t,&s);
                   1215:        bshiftn(s,64,&b);
                   1216:        if ( !b )
                   1217:                b = ONEN;
                   1218:        dn0 = ONE;
                   1219:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1220:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1221:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1222:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1223:                        if ( tmi[j] ) {
                   1224:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1225:                                remn(s,md,&u);
                   1226:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1227:                                if ( !ret )
                   1228:                                        return 0;
                   1229:                                else {
                   1230:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1231:                                                sgn = -sgn;
                   1232:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1233:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1234:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1235:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1236:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1237:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1238:                                                        }
                   1239:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1240:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1241:                                                }
                   1242:                                        }
                   1243:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1244:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1245:                                }
                   1246:                        }
                   1247:        *dn = dn0;
                   1248:        return 1;
                   1249: }
                   1250:
1.4       noro     1251: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1252:
                   1253: void reduce_reducers_mod(mat,row,col,md)
                   1254: int **mat;
                   1255: int row,col;
                   1256: int md;
                   1257: {
                   1258:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1259:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1260:
                   1261:        /* reduce the reducers */
                   1262:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1263:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1264:                t = mat[i];
                   1265:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1266:                /* register the position of the head term */
                   1267:                ind[i] = j;
                   1268:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1269:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1270:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1271:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1272:                                j = ind[l];
                   1273:                                s = mat[l]+j;
                   1274:                                tj = t+j;
                   1275:                                hc = md-hc;
                   1276:                                k = col-j;
                   1277:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1278:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1279:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1280:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1281:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1282:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1283:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1284:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1285:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1286:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1287:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1288:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1289:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1290:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1291:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1292:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1293:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1294:                                }
                   1295:                                for ( ; k >= 0; k-- ) {
                   1296:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1297:                                }
                   1298:                        }
                   1299:                }
                   1300:        }
                   1301: }
                   1302:
                   1303: /*
                   1304:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1305:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1306:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1307:        1. reduce the reducers
                   1308:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1309: */
                   1310:
                   1311: void pre_reduce_mod(mat,row,col,nred,md)
                   1312: int **mat;
                   1313: int row,col,nred;
                   1314: int md;
                   1315: {
                   1316:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1317:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1318:
                   1319: #if 1
                   1320:        /* reduce the reducers */
                   1321:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1322:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1323:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1324:                t = mat[i];
                   1325:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1326:                /* register the position of the head term */
                   1327:                ind[i] = j;
                   1328:                inv = invm(t[j],md);
                   1329:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1330:                        if ( t[k] )
                   1331:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1332:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1333:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1334:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1335:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1336:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1337:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1338:                                        if ( *s )
                   1339:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1340:                        }
                   1341:                }
                   1342:        }
                   1343:        /* reduce the spolys */
                   1344:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   1345:                t = mat[i];
                   1346:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   1347:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1348:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1349:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1350:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1351:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1352:                                        if ( *s )
                   1353:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1354:                        }
                   1355:                }
                   1356:        }
                   1357: #endif
                   1358: }
                   1359: /*
                   1360:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1361:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1362: */
                   1363:
                   1364: void reduce_sp_by_red_mod(sp,redmat,ind,nred,col,md)
                   1365: int *sp,**redmat;
                   1366: int *ind;
                   1367: int nred,col;
                   1368: int md;
                   1369: {
                   1370:        int i,j,k,hc,zzz;
                   1371:        int *t,*s,*tj;
                   1372:
                   1373:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1374:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1375:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   1376:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   1377:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1378:                        j = ind[i];
                   1379:                        hc = md-hc;
                   1380:                        s = redmat[i]+j;
                   1381:                        tj = sp+j;
                   1382:                        for ( k = col-j; k >= 0; k-- ) {
                   1383:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1384:                        }
                   1385:                }
                   1386:        }
                   1387: }
                   1388:
                   1389: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1390:
1.1       noro     1391: int generic_gauss_elim_mod(mat,row,col,md,colstat)
                   1392: int **mat;
                   1393: int row,col,md;
                   1394: int *colstat;
                   1395: {
1.4       noro     1396:        int i,j,k,l,inv,a,rank,zzz;
                   1397:        int *t,*pivot,*pk,*tk;
1.1       noro     1398:
                   1399:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
                   1400:                for ( i = rank; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1401:                if ( i == row ) {
                   1402:                        colstat[j] = 0;
                   1403:                        continue;
                   1404:                } else
                   1405:                        colstat[j] = 1;
                   1406:                if ( i != rank ) {
                   1407:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1408:                }
                   1409:                pivot = mat[rank];
                   1410:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     1411:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   1412:                        if ( *pk ) {
                   1413:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1414:                        }
                   1415:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1416:                        t = mat[i];
1.4       noro     1417:                        if ( a = t[j] ) {
                   1418:                                a = md - a; pk = pivot+j; tk = t+j;
                   1419:                                k = col-j;
                   1420:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1421:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1422:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1423:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1424:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1425:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1426:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1427:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1428:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1429:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1430:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1431:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1432:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1433:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1434:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1435:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1436:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1437:                                }
                   1438:                                for ( ; k >= 0; k -- ) {
                   1439:                                        if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1440:                                }
                   1441:                        }
1.1       noro     1442:                }
                   1443:                rank++;
                   1444:        }
                   1445:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1446:                if ( colstat[j] ) {
                   1447:                        pivot = mat[l];
                   1448:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1449:                                t = mat[i];
1.4       noro     1450:                                if ( a = t[j] ) {
                   1451:                                        a = md-a; pk = pivot+j; tk = t+j;
                   1452:                                        k = col-j;
                   1453:                                        for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1454:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1455:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1456:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1457:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1458:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1459:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1460:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1461:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1462:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1463:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1464:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1465:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1466:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1467:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1468:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1469:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1470:                                        }
                   1471:                                        for ( ; k >= 0; k -- ) {
                   1472:                                                if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1473:                                        }
                   1474:                                }
1.1       noro     1475:                        }
                   1476:                        l--;
                   1477:                }
                   1478:        return rank;
                   1479: }
                   1480:
                   1481: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1482:
                   1483: int lu_gfmmat(mat,md,perm)
                   1484: GFMMAT mat;
                   1485: unsigned int md;
                   1486: int *perm;
                   1487: {
                   1488:        int row,col;
                   1489:        int i,j,k,l;
                   1490:        unsigned int *t,*pivot;
                   1491:        unsigned int **a;
                   1492:        unsigned int inv,m;
                   1493:
                   1494:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1495:        a = mat->body;
                   1496:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1497:
                   1498:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1499:                perm[i] = i;
                   1500:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1501:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1502:                if ( i == row )
                   1503:                        return 0;
                   1504:                if ( i != k ) {
                   1505:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1506:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1507:                }
                   1508:                pivot = a[k];
                   1509:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1510:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1511:                        t = a[i];
                   1512:                        if ( m = t[k] ) {
                   1513:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1514:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1515:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1516:                                                unsigned int tj;
                   1517:
                   1518:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1519:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     1520:                                        }
                   1521:                        }
                   1522:                }
                   1523:        }
                   1524:        return 1;
                   1525: }
                   1526:
1.3       noro     1527: /*
                   1528:  Input
                   1529:        a: a row x col matrix
                   1530:        md : a modulus
                   1531:
                   1532:  Output:
                   1533:        return : d = the rank of mat
                   1534:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1535:        rinfo: array of length row
                   1536:        cinfo: array of length col
                   1537:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1538:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1539: */
                   1540:
                   1541: int find_lhs_and_lu_mod(a,row,col,md,rinfo,cinfo)
                   1542: unsigned int **a;
                   1543: unsigned int md;
                   1544: int **rinfo,**cinfo;
                   1545: {
                   1546:        int i,j,k,l,d;
                   1547:        int *rp,*cp;
                   1548:        unsigned int *t,*pivot;
                   1549:        unsigned int inv,m;
                   1550:
                   1551:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1552:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1553:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1554:                rp[i] = i;
                   1555:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1556:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1557:                if ( i == row ) {
                   1558:                        cp[k] = 0;
                   1559:                        continue;
                   1560:                } else
                   1561:                        cp[k] = 1;
                   1562:                if ( i != d ) {
                   1563:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1564:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1565:                }
                   1566:                pivot = a[d];
                   1567:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1568:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1569:                        t = a[i];
                   1570:                        if ( m = t[k] ) {
                   1571:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1572:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1573:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1574:                                                unsigned int tj;
                   1575:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1576:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     1577:                                        }
                   1578:                        }
                   1579:                }
                   1580:                d++;
                   1581:        }
                   1582:        return d;
                   1583: }
                   1584:
                   1585: /*
                   1586:   Input
                   1587:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1588:        md : modulus
                   1589:        b : n x l matrix
                   1590:  Output
                   1591:        b = a^(-1)b
                   1592:  */
                   1593:
                   1594: void solve_by_lu_mod(a,n,md,b,l)
                   1595: int **a;
                   1596: int n;
                   1597: int md;
                   1598: int **b;
                   1599: int l;
                   1600: {
                   1601:        unsigned int *y,*c;
                   1602:        int i,j,k;
                   1603:        unsigned int t,m,m2;
                   1604:
                   1605:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1606:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1607:        m2 = md>>1;
                   1608:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1609:                /* copy b[.][k] to c */
                   1610:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1611:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1612:                /* solve Ly=c */
                   1613:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1614:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1615:                                if ( a[i][j] ) {
                   1616:                                        m = md - a[i][j];
                   1617:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1618:                                }
                   1619:                        y[i] = t;
                   1620:                }
                   1621:                /* solve Uc=y */
                   1622:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1623:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1624:                                if ( a[i][j] ) {
                   1625:                                        m = md - a[i][j];
                   1626:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1627:                                }
                   1628:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1629:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1630:                }
                   1631:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1632:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1633:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1634:        }
                   1635: }
                   1636:
1.1       noro     1637: void Pleqm1(arg,rp)
                   1638: NODE arg;
                   1639: VECT *rp;
                   1640: {
                   1641:        MAT m;
                   1642:        VECT vect;
                   1643:        pointer **mat;
                   1644:        Q *v;
                   1645:        Q q;
                   1646:        int **wmat;
                   1647:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1648:
                   1649:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1650:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1651:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1652:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1653:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1654:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1655:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1656:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1657:                                t = rem(NM(q),md);
                   1658:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1659:                                        t = (md - t) % md;
                   1660:                                wmat[i][j] = t;
                   1661:                        } else
                   1662:                                wmat[i][j] = 0;
                   1663:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1664:        if ( status < 0 )
                   1665:                *rp = 0;
                   1666:        else if ( status > 0 )
                   1667:                *rp = (VECT)ONE;
                   1668:        else {
                   1669:                n = col - 1;
                   1670:                MKVECT(vect,n);
                   1671:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1672:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1673:                }
                   1674:                *rp = vect;
                   1675:        }
                   1676: }
                   1677:
                   1678: gauss_elim_mod1(mat,row,col,md)
                   1679: int **mat;
                   1680: int row,col,md;
                   1681: {
                   1682:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1683:        int *t,*pivot;
                   1684:
                   1685:        n = col - 1;
                   1686:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1687:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1688:                if ( i == row )
                   1689:                        return 1;
                   1690:                if ( i != j ) {
                   1691:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1692:                }
                   1693:                pivot = mat[j];
                   1694:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1695:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1696:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1697:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1698:                        t = mat[i];
                   1699:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1700:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1701:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1702:                }
                   1703:        }
                   1704:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1705:        if ( i == row ) {
                   1706:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1707:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1708:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1709:                                mat[i][j] = 0;
                   1710:                        }
                   1711:                }
                   1712:                return 0;
                   1713:        } else
                   1714:                return -1;
                   1715: }
                   1716:
                   1717: void Pgeninvm(arg,rp)
                   1718: NODE arg;
                   1719: LIST *rp;
                   1720: {
                   1721:        MAT m;
                   1722:        pointer **mat;
                   1723:        Q **tmat;
                   1724:        Q q;
                   1725:        unsigned int **wmat;
                   1726:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1727:        MAT mat1,mat2;
                   1728:        NODE node1,node2;
                   1729:
                   1730:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1731:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1732:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1733:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1734:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1735:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1736:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1737:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1738:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1739:                                t = rem(NM(q),md);
                   1740:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1741:                                        t = (md - t) % md;
                   1742:                                wmat[i][j] = t;
                   1743:                        }
                   1744:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1745:        }
                   1746:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1747:        if ( status > 0 )
                   1748:                *rp = 0;
                   1749:        else {
                   1750:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1751:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1752:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1753:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
                   1754:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1755:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1756:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
                   1757:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1758:        }
                   1759: }
                   1760:
                   1761: int gauss_elim_geninv_mod(mat,row,col,md)
                   1762: unsigned int **mat;
                   1763: int row,col,md;
                   1764: {
                   1765:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1766:        unsigned int *t,*pivot;
                   1767:
                   1768:        n = col; m = row+col;
                   1769:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1770:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1771:                if ( i == row )
                   1772:                        return 1;
                   1773:                if ( i != j ) {
                   1774:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1775:                }
                   1776:                pivot = mat[j];
                   1777:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1778:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1779:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1780:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1781:                        t = mat[i];
                   1782:                        if ( a = t[j] )
                   1783:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1784:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1785:                }
                   1786:        }
                   1787:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1788:                pivot = mat[j];
                   1789:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1790:                        t = mat[i];
                   1791:                        if ( a = t[j] )
                   1792:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1793:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1794:                }
                   1795:        }
                   1796:        return 0;
                   1797: }
                   1798:
                   1799: void Psolve_by_lu_gfmmat(arg,rp)
                   1800: NODE arg;
                   1801: VECT *rp;
                   1802: {
                   1803:        GFMMAT lu;
                   1804:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1805:        int n,i;
                   1806:        unsigned int md;
                   1807:        unsigned int *b,*sol;
                   1808:        VECT r;
                   1809:
                   1810:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1811:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1812:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1813:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1814:        n = lu->col;
                   1815:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1816:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1817:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1818:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1819:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1820:        MKVECT(r,n);
                   1821:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
                   1822:                        STOQ(sol[i],v[i]);
                   1823:        *rp = r;
                   1824: }
                   1825:
                   1826: void solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,x)
                   1827: GFMMAT lu;
                   1828: unsigned int md;
                   1829: unsigned int *b;
                   1830: unsigned int *x;
                   1831: {
                   1832:        int n;
                   1833:        unsigned int **a;
                   1834:        unsigned int *y;
                   1835:        int i,j;
                   1836:        unsigned int t,m;
                   1837:
                   1838:        n = lu->col;
                   1839:        a = lu->body;
                   1840:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1841:        /* solve Ly=b */
                   1842:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1843:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1844:                        if ( a[i][j] ) {
                   1845:                                m = md - a[i][j];
                   1846:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1847:                        }
                   1848:                y[i] = t;
                   1849:        }
                   1850:        /* solve Ux=y */
                   1851:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1852:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1853:                        if ( a[i][j] ) {
                   1854:                                m = md - a[i][j];
                   1855:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   1856:                        }
                   1857:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1858:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   1859:        }
                   1860: }
                   1861:
                   1862: void Plu_gfmmat(arg,rp)
                   1863: NODE arg;
                   1864: LIST *rp;
                   1865: {
                   1866:        MAT m;
                   1867:        GFMMAT mm;
                   1868:        unsigned int md;
                   1869:        int i,row,col,status;
                   1870:        int *iperm;
                   1871:        Q *v;
                   1872:        VECT perm;
                   1873:        NODE n0;
                   1874:
                   1875:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1876:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1877:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1878:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   1879:        row = m->row;
                   1880:        col = m->col;
                   1881:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1882:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   1883:        if ( !status )
                   1884:                n0 = 0;
                   1885:        else {
                   1886:                MKVECT(perm,row);
                   1887:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   1888:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   1889:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   1890:        }
                   1891:        MKLIST(*rp,n0);
                   1892: }
                   1893:
                   1894: void Pmat_to_gfmmat(arg,rp)
                   1895: NODE arg;
                   1896: GFMMAT *rp;
                   1897: {
                   1898:        MAT m;
                   1899:        unsigned int md;
                   1900:
                   1901:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1902:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1903:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1904:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   1905: }
                   1906:
                   1907: void mat_to_gfmmat(m,md,rp)
                   1908: MAT m;
                   1909: unsigned int md;
                   1910: GFMMAT *rp;
                   1911: {
                   1912:        unsigned int **wmat;
                   1913:        unsigned int t;
                   1914:        Q **mat;
                   1915:        Q q;
                   1916:        int i,j,row,col;
                   1917:
                   1918:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   1919:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   1920:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1921:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   1922:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1923:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   1924:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1925:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1926:                                        t = (md - t) % md;
                   1927:                                wmat[i][j] = t;
                   1928:                        }
                   1929:        }
                   1930:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   1931: }
                   1932:
                   1933: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   1934: NODE arg;
                   1935: LIST *rp;
                   1936: {
                   1937:        MAT m;
                   1938:        pointer **mat;
                   1939:        Q **tmat;
                   1940:        Q *tvect;
                   1941:        Q q;
                   1942:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   1943:        int *index;
                   1944:        unsigned int t,md;
                   1945:        int i,j,row,col,status;
                   1946:        MAT mat1;
                   1947:        VECT vect1;
                   1948:        NODE node1,node2;
                   1949:
                   1950:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   1951:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   1952:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1953:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1954:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1955:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1956:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1957:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1958:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1959:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1960:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1961:                                        t = (md - t) % md;
                   1962:                                wmat[i][j] = t;
                   1963:                        }
                   1964:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1965:        }
                   1966:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   1967:        if ( status > 0 )
                   1968:                *rp = 0;
                   1969:        else {
                   1970:                MKMAT(mat1,col,col);
                   1971:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1972:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1973:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   1974:                MKVECT(vect1,row);
                   1975:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   1976:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   1977:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1978:        }
                   1979: }
                   1980:
                   1981: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   1982: unsigned int **mat;
                   1983: int row,col;
                   1984: unsigned int md;
                   1985: unsigned int ***invmatp;
                   1986: int **indexp;
                   1987: {
                   1988:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1989:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   1990:        int *index;
                   1991:        unsigned int **invmat;
                   1992:
                   1993:        n = col; m = row+col;
                   1994:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1995:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1996:                index[i] = i;
                   1997:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1998:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1999:                if ( i == row ) {
                   2000:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2001:                }
                   2002:                if ( i != j ) {
                   2003:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2004:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2005:                }
                   2006:                pivot = mat[j];
                   2007:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   2008:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2009:                        if ( pivot[k] )
                   2010:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2011:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2012:                        t = mat[i];
                   2013:                        if ( a = t[j] )
                   2014:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2015:                                        if ( pivot[k] )
                   2016:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2017:                }
                   2018:        }
                   2019:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2020:                pivot = mat[j];
                   2021:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2022:                        t = mat[i];
                   2023:                        if ( a = t[j] )
                   2024:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2025:                                        if ( pivot[k] )
                   2026:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2027:                }
                   2028:        }
                   2029:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
                   2030:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2031:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2032:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2033:        return 0;
                   2034: }
                   2035:
                   2036: void _addn(N,N,N);
                   2037: int _subn(N,N,N);
                   2038: void _muln(N,N,N);
                   2039:
                   2040: void inner_product_int(a,b,n,r)
                   2041: Q *a,*b;
                   2042: int n;
                   2043: Q *r;
                   2044: {
                   2045:        int la,lb,i;
                   2046:        int sgn,sgn1;
                   2047:        N wm,wma,sum,t;
                   2048:
                   2049:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2050:                if ( a[i] )
                   2051:                        if ( DN(a[i]) )
                   2052:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2053:                        else
                   2054:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2055:                if ( b[i] )
                   2056:                        if ( DN(b[i]) )
                   2057:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2058:                        else
                   2059:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2060:        }
                   2061:        sgn = 0;
                   2062:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2063:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2064:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2065:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2066:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2067:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2068:                        continue;
                   2069:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2070:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2071:                if ( !sgn ) {
                   2072:                        sgn = sgn1;
                   2073:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2074:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2075:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2076:                        if ( !PL(wma) )
                   2077:                                sgn = 0;
                   2078:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2079:                } else {
                   2080:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2081:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2082:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2083:                }
                   2084:        }
                   2085:        GC_free(wm);
                   2086:        GC_free(wma);
                   2087:        if ( !sgn ) {
                   2088:                GC_free(sum);
                   2089:                *r = 0;
                   2090:        } else
                   2091:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2092: }
                   2093:
1.3       noro     2094: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2095:
                   2096: void inner_product_mat_int_mod(a,b,n,k,l,r)
                   2097: Q **a;
                   2098: int **b;
                   2099: int n,k,l;
                   2100: Q *r;
                   2101: {
                   2102:        int la,lb,i;
                   2103:        int sgn,sgn1;
                   2104:        N wm,wma,sum,t;
                   2105:        Q aki;
                   2106:        int bil,bilsgn;
                   2107:        struct oN tn;
                   2108:
                   2109:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2110:                if ( aki = a[k][i] )
                   2111:                        if ( DN(aki) )
                   2112:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2113:                        else
                   2114:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2115:        }
                   2116:        lb = 1;
                   2117:        sgn = 0;
                   2118:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2119:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2120:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2121:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2122:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2123:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2124:                        continue;
                   2125:                tn.p = 1;
                   2126:                if ( bil > 0 ) {
                   2127:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2128:                } else {
                   2129:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2130:                }
                   2131:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2132:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2133:                if ( !sgn ) {
                   2134:                        sgn = sgn1;
                   2135:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2136:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2137:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2138:                        if ( !PL(wma) )
                   2139:                                sgn = 0;
                   2140:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2141:                } else {
                   2142:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2143:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2144:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2145:                }
                   2146:        }
                   2147:        GC_free(wm);
                   2148:        GC_free(wma);
                   2149:        if ( !sgn ) {
                   2150:                GC_free(sum);
                   2151:                *r = 0;
                   2152:        } else
                   2153:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2154: }
                   2155:
1.1       noro     2156: void Pmul_mat_vect_int(arg,rp)
                   2157: NODE arg;
                   2158: VECT *rp;
                   2159: {
                   2160:        MAT mat;
                   2161:        VECT vect,r;
                   2162:        int row,col,i;
                   2163:
                   2164:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2165:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2166:        row = mat->row;
                   2167:        col = mat->col;
                   2168:        MKVECT(r,row);
                   2169:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2170:                inner_product_int(mat->body[i],vect->body,col,&r->body[i]);
                   2171:        *rp = r;
                   2172: }
                   2173:
                   2174: void Pnbpoly_up2(arg,rp)
                   2175: NODE arg;
                   2176: GF2N *rp;
                   2177: {
                   2178:        int m,type,ret;
                   2179:        UP2 r;
                   2180:
                   2181:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2182:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2183:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2184:        if ( ret == 0 )
                   2185:                MKGF2N(r,*rp);
                   2186:        else
                   2187:                *rp = 0;
                   2188: }
                   2189:
                   2190: void Px962_irredpoly_up2(arg,rp)
                   2191: NODE arg;
                   2192: GF2N *rp;
                   2193: {
                   2194:        int m,type,ret,w;
                   2195:        GF2N prev;
                   2196:        UP2 r;
                   2197:
                   2198:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2199:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2200:        if ( !prev ) {
                   2201:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2202:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2203:        } else {
                   2204:                r = prev->body;
                   2205:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2206:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2207:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2208:                }
                   2209:        }
                   2210:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2211:        if ( ret == 0 )
                   2212:                MKGF2N(r,*rp);
                   2213:        else
                   2214:                *rp = 0;
                   2215: }
                   2216:
                   2217: void Pirredpoly_up2(arg,rp)
                   2218: NODE arg;
                   2219: GF2N *rp;
                   2220: {
                   2221:        int m,type,ret,w;
                   2222:        GF2N prev;
                   2223:        UP2 r;
                   2224:
                   2225:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2226:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2227:        if ( !prev ) {
                   2228:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2229:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2230:        } else {
                   2231:                r = prev->body;
                   2232:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2233:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2234:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2235:                }
                   2236:        }
                   2237:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2238:        if ( ret == 0 )
                   2239:                MKGF2N(r,*rp);
                   2240:        else
                   2241:                *rp = 0;
                   2242: }
                   2243:
                   2244: /*
                   2245:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2246:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2247:  *
                   2248:  * return value : 0  --- exists
                   2249:  *                1  --- does not exist
                   2250:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2251:  */
                   2252:
                   2253: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2254: {
                   2255:        int i,r;
                   2256:        int w;
                   2257:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2258:
                   2259:        w = (m>>5)+1;
                   2260:        switch ( type ) {
                   2261:                case 1:
                   2262:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2263:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2264:                        /* set all the bits */
                   2265:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2266:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2267:                        /* mask the top word if necessary */
                   2268:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2269:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2270:                        return 0;
                   2271:                        break;
                   2272:                case 2:
                   2273:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2274:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2275:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2276:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2277:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2278:
                   2279:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2280:
                   2281:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2282:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2283:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2284:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2285:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2286:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2287:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2288:                                /* cyclic change of the variables */
                   2289:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2290:                        }
                   2291:                        _copyup2(f1,f);
                   2292:                        return 0;
                   2293:                        break;
                   2294:                default:
                   2295:                        return -1;
                   2296:                        break;
                   2297:                }
                   2298: }
                   2299:
                   2300: /*
                   2301:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2302:  * return value : 0  --- exists
                   2303:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2304:  */
                   2305:
                   2306: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2307: {
                   2308:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2309:        int w;
                   2310:        unsigned int *fd;
                   2311:
                   2312:        /*
                   2313:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2314:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2315:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2316:         */
                   2317:
                   2318:        fd = f->b;
                   2319:        w = (d>>5)+1;
                   2320:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2321:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2322:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2323:                switch ( nz ) {
                   2324:                        case 3:
                   2325:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2326:                                /* reset i0-th bit */
                   2327:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2328:                                j0 = k0 = 0;
                   2329:                                break;
                   2330:                        case 5:
                   2331:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2332:                                /* reset i0-th bit */
                   2333:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2334:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2335:                                /* reset j0-th bit */
                   2336:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2337:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2338:                                /* reset k0-th bit */
                   2339:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2340:                                break;
                   2341:                        default:
                   2342:                                f->w = 0; break;
                   2343:                }
                   2344:        } else
                   2345:                f->w = 0;
                   2346:
                   2347:        if ( !f->w ) {
                   2348:                fd = f->b;
                   2349:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2350:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2351:        }
                   2352:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2353:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2354:
                   2355:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2356:
                   2357:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2358:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2359:                if ( i < i0 ) continue;
                   2360:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2361:                /* set i-th bit */
                   2362:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2363:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2364:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2365:                /* reset i-th bit */
                   2366:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2367:        }
                   2368:
                   2369:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2370: PENTA:
                   2371:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2372:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2373:                if ( i < i0 ) continue;
                   2374:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2375:                /* set i-th bit */
                   2376:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2377:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2378:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2379:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2380:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2381:                        /* set j-th bit */
                   2382:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2383:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2384:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2385:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2386:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2387:                                /* set k-th bit */
                   2388:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2389:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2390:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2391:                                /* reset k-th bit */
                   2392:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2393:                        }
                   2394:                        /* reset j-th bit */
                   2395:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2396:                }
                   2397:                /* reset i-th bit */
                   2398:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2399:        }
                   2400:        /* exhausted */
                   2401:        return 1;
                   2402: }
                   2403:
                   2404: /*
                   2405:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2406:  *
                   2407:  * searching strategy:
                   2408:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2409:  *         i is as small as possible.
                   2410:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2411:  *         i is as small as possible.
                   2412:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2413:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2414:  *
                   2415:  * return value : 0  --- exists
                   2416:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2417:  */
                   2418:
                   2419: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2420: {
                   2421:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2422:        int w;
                   2423:        unsigned int *fd;
                   2424:
                   2425:        /*
                   2426:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2427:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2428:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2429:         */
                   2430:
                   2431:        fd = f->b;
                   2432:        w = (d>>5)+1;
                   2433:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2434:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2435:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2436:                switch ( nz ) {
                   2437:                        case 3:
                   2438:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2439:                                /* reset i0-th bit */
                   2440:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2441:                                j0 = k0 = 0;
                   2442:                                break;
                   2443:                        case 5:
                   2444:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2445:                                /* reset i0-th bit */
                   2446:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2447:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2448:                                /* reset j0-th bit */
                   2449:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2450:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2451:                                /* reset k0-th bit */
                   2452:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2453:                                break;
                   2454:                        default:
                   2455:                                f->w = 0; break;
                   2456:                }
                   2457:        } else
                   2458:                f->w = 0;
                   2459:
                   2460:        if ( !f->w ) {
                   2461:                fd = f->b;
                   2462:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2463:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2464:        }
                   2465:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2466:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2467:
                   2468:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2469:
                   2470:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2471:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2472:                if ( i < i0 ) continue;
                   2473:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2474:                /* set i-th bit */
                   2475:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2476:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2477:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2478:                /* reset i-th bit */
                   2479:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2480:        }
                   2481:
                   2482:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2483: PENTA:
                   2484:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2485:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2486:                if ( i < i0 ) continue;
                   2487:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2488:                /* set i-th bit */
                   2489:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2490:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2491:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2492:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2493:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2494:                        /* set j-th bit */
                   2495:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2496:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2497:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2498:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2499:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2500:                                /* set k-th bit */
                   2501:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2502:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2503:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2504:                                /* reset k-th bit */
                   2505:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2506:                        }
                   2507:                        /* reset j-th bit */
                   2508:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2509:                }
                   2510:                /* reset i-th bit */
                   2511:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2512:        }
                   2513:        /* exhausted */
                   2514:        return 1;
1.3       noro     2515: }
                   2516:
                   2517: printqmat(mat,row,col)
                   2518: Q **mat;
                   2519: int row,col;
                   2520: {
                   2521:        int i,j;
                   2522:
                   2523:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2524:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     2525:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     2526:                }
                   2527:                printf("\n");
                   2528:        }
                   2529: }
                   2530:
                   2531: printimat(mat,row,col)
                   2532: int **mat;
                   2533: int row,col;
                   2534: {
                   2535:        int i,j;
                   2536:
                   2537:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2538:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2539:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2540:                }
                   2541:                printf("\n");
                   2542:        }
1.1       noro     2543: }

FreeBSD-CVSweb <freebsd-cvsweb@FreeBSD.org>