[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 1.23

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:  *
1.23    ! noro       48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.22 2001/09/17 08:37:30 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 **);
1.17      noro       70: void reduce_sp_by_red_mod_compress (int *,CDP *,int *,int,int,int);
1.1       noro       71:
                     72: int gauss_elim_mod(int **,int,int,int);
                     73: int gauss_elim_mod1(int **,int,int,int);
                     74: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **,int,int,int);
                     75: int gauss_elim_geninv_mod_swap(unsigned int **,int,int,unsigned int,unsigned int ***,int **);
                     76: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
1.23    ! noro       77: void Pinvmat();
1.9       noro       78: void Pnewbytearray();
1.1       noro       79:
                     80: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     81:
                     82: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
                     83: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol();
                     84: void sepvect();
                     85: void Pmulmat_gf2n();
                     86: void Pbconvmat_gf2n();
                     87: void Pmul_vect_mat_gf2n();
                     88: void PNBmul_gf2n();
                     89: void Pmul_mat_vect_int();
                     90: void Psepmat_destructive();
                     91: void Px962_irredpoly_up2();
                     92: void Pirredpoly_up2();
                     93: void Pnbpoly_up2();
                     94: void Pqsort();
1.14      noro       95: void Pexponent_vector();
1.1       noro       96:
                     97: struct ftab array_tab[] = {
                     98:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                     99:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                    100:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
                    101:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                    102:        {"newvect",Pnewvect,-2},
1.14      noro      103:        {"vector",Pnewvect,-2},
                    104:        {"exponent_vector",Pexponent_vector,-99999999},
1.1       noro      105:        {"newmat",Pnewmat,-3},
1.14      noro      106:        {"matrix",Pnewmat,-3},
1.9       noro      107:        {"newbytearray",Pnewbytearray,-2},
1.1       noro      108:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    109:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    110:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    111:        {"vtol",Pvtol,1},
                    112:        {"size",Psize,1},
                    113:        {"det",Pdet,-2},
1.23    ! noro      114:        {"invmat",Pinvmat,-2},
1.1       noro      115:        {"leqm",Pleqm,2},
                    116:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    117:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    118:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
                    119:        {"remainder",Premainder,2},
                    120:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    121:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    122:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    123:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    124:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    125:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    126:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    127:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    128:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
                    129:        {0,0,0},
                    130: };
                    131:
                    132: int comp_obj(a,b)
                    133: Obj *a,*b;
                    134: {
                    135:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    136: }
                    137:
                    138: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    139: static NODE generic_comp_obj_arg;
                    140:
                    141: int generic_comp_obj(a,b)
                    142: Obj *a,*b;
                    143: {
                    144:        Q r;
                    145:
                    146:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    147:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                    148:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                    149:        if ( !r )
                    150:                return 0;
                    151:        else
                    152:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    153: }
                    154:
                    155:
                    156: void Pqsort(arg,rp)
                    157: NODE arg;
                    158: VECT *rp;
                    159: {
                    160:        VECT vect;
                    161:        char buf[BUFSIZ];
                    162:        char *fname;
                    163:        NODE n;
                    164:        P p;
                    165:        V v;
                    166:
                    167:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"qsort");
                    168:        vect = (VECT)ARG0(arg);
                    169:        if ( argc(arg) == 1 )
                    170:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    171:        else {
                    172:                p = (P)ARG1(arg);
                    173:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    174:                        error("qsort : invalid argument");
                    175:                v = VR(p);
                    176:                if ( (int)v->attr != V_SR )
                    177:                        error("qsort : no such function");
                    178:                generic_comp_obj_func = (FUNC)v->priv;
                    179:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    180:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    181:        }
                    182:        *rp = vect;
                    183: }
                    184:
                    185: void PNBmul_gf2n(arg,rp)
                    186: NODE arg;
                    187: GF2N *rp;
                    188: {
                    189:        GF2N a,b;
                    190:        GF2MAT mat;
                    191:        int n,w;
                    192:        unsigned int *ab,*bb;
                    193:        UP2 r;
                    194:
                    195:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    196:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    197:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    198:        if ( !a || !b )
                    199:                *rp = 0;
                    200:        else {
                    201:                n = mat->row;
                    202:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    203:
                    204:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    205:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    206:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    207:
                    208:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    209:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    210:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    211:
                    212:                NEWUP2(r,w);
                    213:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    214:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    215:                r->w = w;
                    216:                _adjup2(r);
                    217:                if ( !r->w )
                    218:                        *rp = 0;
                    219:                else
                    220:                        MKGF2N(r,*rp);
                    221:        }
                    222: }
                    223:
                    224: void Pmul_vect_mat_gf2n(arg,rp)
                    225: NODE arg;
                    226: GF2N *rp;
                    227: {
                    228:        GF2N a;
                    229:        GF2MAT mat;
                    230:        int n,w;
                    231:        unsigned int *b;
                    232:        UP2 r;
                    233:
                    234:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    235:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    236:        if ( !a )
                    237:                *rp = 0;
                    238:        else {
                    239:                n = mat->row;
                    240:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    241:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    242:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    243:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    244:                NEWUP2(r,w);
                    245:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    246:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    247:                r->w = w;
                    248:                _adjup2(r);
                    249:                if ( !r->w )
                    250:                        *rp = 0;
                    251:                else {
                    252:                        MKGF2N(r,*rp);
                    253:                }
                    254:        }
                    255: }
                    256:
                    257: void Pbconvmat_gf2n(arg,rp)
                    258: NODE arg;
                    259: LIST *rp;
                    260: {
                    261:        P p0,p1;
                    262:        int to;
                    263:        GF2MAT p01,p10;
                    264:        GF2N root;
                    265:        NODE n0,n1;
                    266:
                    267:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    268:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    269:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    270:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    271:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    272:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    273:        } else
                    274:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    275:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    276:        MKLIST(*rp,n0);
                    277: }
                    278:
                    279: void Pmulmat_gf2n(arg,rp)
                    280: NODE arg;
                    281: GF2MAT *rp;
                    282: {
                    283:        GF2MAT m;
                    284:
                    285:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    286:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    287:        *rp = m;
                    288: }
                    289:
                    290: void Psepmat_destructive(arg,rp)
                    291: NODE arg;
                    292: LIST *rp;
                    293: {
                    294:        MAT mat,mat1;
                    295:        int i,j,row,col;
                    296:        Q **a,**a1;
                    297:        Q ent;
                    298:        N nm,mod,rem,quo;
                    299:        int sgn;
                    300:        NODE n0,n1;
                    301:
                    302:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    303:        row = mat->row; col = mat->col;
                    304:        MKMAT(mat1,row,col);
                    305:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    306:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    307:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    308:                        ent = a[i][j];
                    309:                        if ( !ent )
                    310:                                continue;
                    311:                        nm = NM(ent);
                    312:                        sgn = SGN(ent);
                    313:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    314: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    315: /*                             GC_free(nm); */
                    316: /*                     GC_free(ent); */
                    317:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    318:                }
                    319:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    320:        MKLIST(*rp,n0);
                    321: }
                    322:
                    323: void Psepvect(arg,rp)
                    324: NODE arg;
                    325: VECT *rp;
                    326: {
                    327:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    328: }
                    329:
                    330: void sepvect(v,d,rp)
                    331: VECT v;
                    332: int d;
                    333: VECT *rp;
                    334: {
                    335:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    336:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    337:        VECT w,u;
                    338:
                    339:        n = v->len;
                    340:        if ( d > n )
                    341:                d = n;
                    342:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    343:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    344:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    345:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    346:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    347:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    348:                        pu[j] = pv[k];
                    349:        }
                    350:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    351:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    352:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    353:                        pu[j] = pv[k];
                    354:        }
                    355: }
                    356:
                    357: void Pnewvect(arg,rp)
                    358: NODE arg;
                    359: VECT *rp;
                    360: {
                    361:        int len,i,r;
                    362:        VECT vect;
                    363:        pointer *vb;
                    364:        LIST list;
                    365:        NODE tn;
                    366:
                    367:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    368:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      369:        if ( len < 0 )
1.1       noro      370:                error("newvect : invalid size");
                    371:        MKVECT(vect,len);
                    372:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    373:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    374:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    375:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    376:                if ( r > len ) {
                    377:                        *rp = vect;
                    378:                        return;
                    379:                }
                    380:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    381:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    382:        }
                    383:        *rp = vect;
1.14      noro      384: }
                    385:
                    386: void Pexponent_vector(arg,rp)
                    387: NODE arg;
                    388: DP *rp;
                    389: {
                    390:        nodetod(arg,rp);
1.9       noro      391: }
                    392:
                    393: void Pnewbytearray(arg,rp)
                    394: NODE arg;
                    395: BYTEARRAY *rp;
                    396: {
                    397:        int len,i,r;
                    398:        BYTEARRAY array;
                    399:        unsigned char *vb;
1.10      noro      400:        char *str;
1.9       noro      401:        LIST list;
                    402:        NODE tn;
                    403:
                    404:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newbytearray");
                    405:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    406:        if ( len < 0 )
                    407:                error("newbytearray : invalid size");
                    408:        MKBYTEARRAY(array,len);
                    409:        if ( argc(arg) == 2 ) {
1.10      noro      410:                if ( !ARG1(arg) )
                    411:                        error("newbytearray : invalid initialization");
                    412:                switch ( OID((Obj)ARG1(arg)) ) {
                    413:                        case O_LIST:
                    414:                                list = (LIST)ARG1(arg);
                    415:                                asir_assert(list,O_LIST,"newbytearray");
                    416:                                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    417:                                if ( r <= len ) {
                    418:                                        for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(array); tn;
                    419:                                                i++, tn = NEXT(tn) )
                    420:                                                vb[i] = (unsigned char)QTOS((Q)BDY(tn));
                    421:                                }
                    422:                                break;
                    423:                        case O_STR:
                    424:                                str = BDY((STRING)ARG1(arg));
                    425:                                r = strlen(str);
                    426:                                if ( r <= len )
                    427:                                        bcopy(str,BDY(array),r);
                    428:                                break;
                    429:                        default:
                    430:                                if ( !ARG1(arg) )
                    431:                                        error("newbytearray : invalid initialization");
1.9       noro      432:                }
                    433:        }
                    434:        *rp = array;
1.1       noro      435: }
                    436:
                    437: void Pnewmat(arg,rp)
                    438: NODE arg;
                    439: MAT *rp;
                    440: {
                    441:        int row,col;
                    442:        int i,j,r,c;
                    443:        NODE tn,sn;
                    444:        MAT m;
                    445:        pointer **mb;
                    446:        LIST list;
                    447:
                    448:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    449:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    450:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      451:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      452:                error("newmat : invalid size");
                    453:        MKMAT(m,row,col);
                    454:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    455:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    456:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    457:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    458:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    459:                        c = MAX(c,j);
                    460:                }
                    461:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    462:                        *rp = m;
                    463:                        return;
                    464:                }
                    465:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    466:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    467:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    468:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    469:                }
                    470:        }
                    471:        *rp = m;
                    472: }
                    473:
                    474: void Pvtol(arg,rp)
                    475: NODE arg;
                    476: LIST *rp;
                    477: {
                    478:        NODE n,n1;
                    479:        VECT v;
                    480:        pointer *a;
                    481:        int len,i;
                    482:
                    483:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    484:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    485:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    486:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    487:        }
                    488:        MKLIST(*rp,n);
                    489: }
                    490:
                    491: void Premainder(arg,rp)
                    492: NODE arg;
                    493: Obj *rp;
                    494: {
                    495:        Obj a;
                    496:        VECT v,w;
                    497:        MAT m,l;
                    498:        pointer *vb,*wb;
                    499:        pointer **mb,**lb;
                    500:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    501:        Q md,q;
                    502:
                    503:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    504:        if ( !a )
                    505:                *rp = 0;
                    506:        else {
                    507:                id = OID(a);
                    508:                switch ( id ) {
                    509:                        case O_N:
                    510:                        case O_P:
                    511:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    512:                        case O_VECT:
                    513:                                smd = QTOS(md);
                    514:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    515:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    516:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    517:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    518:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    519:                                                STOQ(t,q);
                    520:                                                if ( q )
                    521:                                                        SGN(q) = sgn;
                    522:                                        }
                    523:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    524:                                }
                    525:                                *rp = (Obj)w;
                    526:                                break;
                    527:                        case O_MAT:
                    528:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    529:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    530:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    531:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    532:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    533:                                *rp = (Obj)l;
                    534:                                break;
                    535:                        default:
                    536:                                error("remainder : invalid argument");
                    537:                }
                    538:        }
                    539: }
                    540:
                    541: void Psremainder(arg,rp)
                    542: NODE arg;
                    543: Obj *rp;
                    544: {
                    545:        Obj a;
                    546:        VECT v,w;
                    547:        MAT m,l;
                    548:        pointer *vb,*wb;
                    549:        pointer **mb,**lb;
                    550:        unsigned int t,smd;
                    551:        int id,i,j,n,row,col;
                    552:        Q md,q;
                    553:
                    554:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    555:        if ( !a )
                    556:                *rp = 0;
                    557:        else {
                    558:                id = OID(a);
                    559:                switch ( id ) {
                    560:                        case O_N:
                    561:                        case O_P:
                    562:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    563:                        case O_VECT:
                    564:                                smd = QTOS(md);
                    565:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    566:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    567:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    568:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    569:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    570:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    571:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    572:                                                UTOQ(t,q);
                    573:                                        }
                    574:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    575:                                }
                    576:                                *rp = (Obj)w;
                    577:                                break;
                    578:                        case O_MAT:
                    579:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    580:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    581:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    582:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    583:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    584:                                *rp = (Obj)l;
                    585:                                break;
                    586:                        default:
                    587:                                error("remainder : invalid argument");
                    588:                }
                    589:        }
                    590: }
                    591:
                    592: void Psize(arg,rp)
                    593: NODE arg;
                    594: LIST *rp;
                    595: {
                    596:
                    597:        int n,m;
                    598:        Q q;
                    599:        NODE t,s;
                    600:
                    601:        if ( !ARG0(arg) )
                    602:                 t = 0;
                    603:        else {
                    604:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    605:                        case O_VECT:
                    606:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    607:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    608:                                break;
                    609:                        case O_MAT:
                    610:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    611:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    612:                                break;
                    613:                        default:
                    614:                                error("size : invalid argument"); break;
                    615:                }
                    616:        }
                    617:        MKLIST(*rp,t);
                    618: }
                    619:
                    620: void Pdet(arg,rp)
                    621: NODE arg;
                    622: P *rp;
                    623: {
                    624:        MAT m;
                    625:        int n,i,j,mod;
                    626:        P d;
                    627:        P **mat,**w;
                    628:
                    629:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    630:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    631:        if ( m->row != m->col )
                    632:                error("det : non-square matrix");
                    633:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    634:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    635:        else {
                    636:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    637:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    638:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    639:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    640:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    641:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    642:                mptop(d,rp);
1.23    ! noro      643:        }
        !           644: }
        !           645:
        !           646: void Pinvmat(arg,rp)
        !           647: NODE arg;
        !           648: LIST *rp;
        !           649: {
        !           650:        MAT m,r;
        !           651:        int n,i,j,mod;
        !           652:        P dn;
        !           653:        P **mat,**imat,**w;
        !           654:        NODE nd;
        !           655:
        !           656:        m = (MAT)ARG0(arg);
        !           657:        asir_assert(m,O_MAT,"invmat");
        !           658:        if ( m->row != m->col )
        !           659:                error("invmat : non-square matrix");
        !           660:        else if ( argc(arg) == 1 ) {
        !           661:                n = m->row;
        !           662:                invmatp(CO,(P **)BDY(m),n,&imat,&dn);
        !           663:                NEWMAT(r); r->row = n; r->col = n; r->body = (pointer **)imat;
        !           664:                nd = mknode(2,r,dn);
        !           665:                MKLIST(*rp,nd);
        !           666:        } else {
        !           667:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
        !           668:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
        !           669:                for ( i = 0; i < n; i++ )
        !           670:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
        !           671:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
        !           672: #if 0
        !           673:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
        !           674:                mptop(d,rp);
        !           675: #else
        !           676:                error("not implemented yet");
        !           677: #endif
1.1       noro      678:        }
                    679: }
                    680:
                    681: /*
                    682:        input : a row x col matrix A
                    683:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    684:
                    685:        output : [B,R,C]
                    686:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    687:                R : a vector of length rank(A)
                    688:                C : a vector of length col-rank(A)
                    689:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    690: */
                    691:
                    692: void Pgeneric_gauss_elim_mod(arg,rp)
                    693: NODE arg;
                    694: LIST *rp;
                    695: {
                    696:        NODE n0;
                    697:        MAT m,mat;
                    698:        VECT rind,cind;
                    699:        Q **tmat;
                    700:        int **wmat;
                    701:        Q *rib,*cib;
                    702:        int *colstat;
                    703:        Q q;
                    704:        int md,i,j,k,l,row,col,t,n,rank;
                    705:
                    706:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    707:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    708:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    709:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    710:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    711:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    712:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    713:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    714:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    715:                                t = rem(NM(q),md);
                    716:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    717:                                        t = (md - t) % md;
                    718:                                wmat[i][j] = t;
                    719:                        } else
                    720:                                wmat[i][j] = 0;
                    721:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    722:
                    723:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    724:        tmat = (Q **)mat->body;
                    725:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    726:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    727:                        if ( !colstat[j] ) {
                    728:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    729:                        }
                    730:
                    731:        MKVECT(rind,rank);
                    732:        MKVECT(cind,col-rank);
                    733:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    734:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    735:                if ( colstat[j] ) {
                    736:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    737:                } else {
                    738:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    739:                }
                    740:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    741:        MKLIST(*rp,n0);
                    742: }
                    743:
                    744: void Pleqm(arg,rp)
                    745: NODE arg;
                    746: VECT *rp;
                    747: {
                    748:        MAT m;
                    749:        VECT vect;
                    750:        pointer **mat;
                    751:        Q *v;
                    752:        Q q;
                    753:        int **wmat;
                    754:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    755:
                    756:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    757:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    758:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    759:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    760:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    761:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    762:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    763:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    764:                                t = rem(NM(q),md);
                    765:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    766:                                        t = (md - t) % md;
                    767:                                wmat[i][j] = t;
                    768:                        } else
                    769:                                wmat[i][j] = 0;
                    770:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    771:        if ( status < 0 )
                    772:                *rp = 0;
                    773:        else if ( status > 0 )
                    774:                *rp = (VECT)ONE;
                    775:        else {
                    776:                n = col - 1;
                    777:                MKVECT(vect,n);
                    778:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    779:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    780:                }
                    781:                *rp = vect;
                    782:        }
                    783: }
                    784:
                    785: int gauss_elim_mod(mat,row,col,md)
                    786: int **mat;
                    787: int row,col,md;
                    788: {
                    789:        int i,j,k,inv,a,n;
                    790:        int *t,*pivot;
                    791:
                    792:        n = col - 1;
                    793:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    794:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    795:                if ( i == row )
                    796:                        return 1;
                    797:                if ( i != j ) {
                    798:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    799:                }
                    800:                pivot = mat[j];
                    801:                inv = invm(pivot[j],md);
                    802:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    803: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    804:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    805:                }
                    806:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    807:                        t = mat[i];
                    808:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    809:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro      810:                                        unsigned int tk;
1.1       noro      811: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro      812:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                    813:                                        t[k] = tk;
1.1       noro      814:                                }
                    815:                }
                    816:        }
                    817:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    818:        if ( i == row )
                    819:                return 0;
                    820:        else
                    821:                return -1;
                    822: }
                    823:
1.4       noro      824: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      825:
                    826: int generic_gauss_elim(mat,nm,dn,rindp,cindp)
                    827: MAT mat;
                    828: MAT *nm;
                    829: Q *dn;
                    830: int **rindp,**cindp;
                    831: {
                    832:        int **wmat;
                    833:        Q **bmat;
                    834:        N **tmat;
                    835:        Q *bmi;
                    836:        N *tmi;
                    837:        Q q;
                    838:        int *wmi;
                    839:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    840:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    841:        N m1,m2,m3,s,u;
                    842:        MAT r,crmat;
                    843:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    844:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    845:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    846:        int ret;
                    847:
                    848:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    849:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    850:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    851:        bmat = (Q **)mat->body;
                    852:        row = mat->row; col = mat->col;
                    853:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    854:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    855:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    856:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.11      noro      857:                if ( DP_Print ) {
1.2       noro      858:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    859:                }
1.12      noro      860:                md = get_lprime(ind);
1.1       noro      861:                get_eg(&tmp0);
                    862:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    863:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    864:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    865:                                        t = rem(NM(q),md);
                    866:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    867:                                                t = (md - t) % md;
                    868:                                        wmi[j] = t;
                    869:                                } else
                    870:                                        wmi[j] = 0;
                    871:                get_eg(&tmp1);
                    872:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                    873:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                    874:                get_eg(&tmp0);
                    875:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    876:                get_eg(&tmp1);
                    877:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                    878:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                    879:                if ( !ind ) {
                    880: RESET:
                    881:                        UTON(md,m1);
                    882:                        rank0 = rank;
                    883:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    884:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    885:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    886:                        tmat = (N **)crmat->body;
                    887:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    888:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    889:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    890:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                    891:                                        }
                    892:                } else {
                    893:                        if ( rank < rank0 ) {
1.11      noro      894:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro      895:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro      896:                                        fflush(asir_out);
                    897:                                }
1.1       noro      898:                                continue;
                    899:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.11      noro      900:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro      901:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro      902:                                        fflush(asir_out);
                    903:                                }
1.1       noro      904:                                goto RESET;
                    905:                        } else {
                    906:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    907:                                if ( j < col ) {
1.11      noro      908:                                        if ( DP_Print ) {
1.1       noro      909:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro      910:                                                fflush(asir_out);
                    911:                                        }
1.1       noro      912:                                        goto RESET;
                    913:                                }
                    914:                        }
                    915:
                    916:                        get_eg(&tmp0);
                    917:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                    918:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                    919:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    920:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    921:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    922:                                                if ( tmi[k] ) {
                    923:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    924:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                    925:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                    926:                                                                t = wmi[j]-t;
                    927:                                                        else
                    928:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                    929:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    930:                                                        UTON(t1,u);
                    931:                                                        muln(m1,u,&s);
                    932:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    933:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                    934:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    935:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    936:                                                        UTON(t,u);
                    937:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    938:                                                }
                    939:                                                k++;
                    940:                                        }
                    941:                        m1 = m3;
                    942:                        get_eg(&tmp1);
                    943:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                    944:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                    945:
                    946:                        get_eg(&tmp0);
1.13      noro      947:                        if ( ind % 16 )
                    948:                                ret = 0;
                    949:                        else
                    950:                                ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
1.1       noro      951:                        get_eg(&tmp1);
                    952:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                    953:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                    954:                        if ( ret ) {
                    955:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    956:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    957:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    958:                                        if ( colstat[j] )
                    959:                                                rind[k++] = j;
                    960:                                        else
                    961:                                                cind[l++] = j;
                    962:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro      963:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                    964:                                        get_eg(&tmp1);
                    965:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                    966:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
1.11      noro      967:                                        if ( DP_Print ) {
1.3       noro      968:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                    969:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                    970:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                    971:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                    972:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                    973:                                                fflush(asir_out);
                    974:                                        }
                    975:                                        return rank;
                    976:                                }
                    977:                        }
                    978:                }
                    979:        }
                    980: }
                    981:
                    982: int generic_gauss_elim_hensel(mat,nmmat,dn,rindp,cindp)
                    983: MAT mat;
                    984: MAT *nmmat;
                    985: Q *dn;
                    986: int **rindp,**cindp;
                    987: {
                    988:        MAT bmat,xmat;
                    989:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                    990:        Q *ai,*bi,*xi;
                    991:        int row,col;
                    992:        int **w;
                    993:        int *wi;
                    994:        int **wc;
                    995:        Q mdq,q,s,u;
                    996:        N tn;
                    997:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                    998:        unsigned int t;
                    999:        int *cinfo,*rinfo;
                   1000:        int *rind,*cind;
                   1001:        int count;
                   1002:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                   1003:
                   1004:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1005:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1006:        w = (int **)almat(row,col);
                   1007:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.12      noro     1008:                md = get_lprime(ind);
1.3       noro     1009:                STOQ(md,mdq);
                   1010:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1011:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1012:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                   1013:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1014:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1015:                                                t = (md - t) % md;
                   1016:                                        wi[j] = t;
                   1017:                                } else
                   1018:                                        wi[j] = 0;
                   1019:
                   1020:                rank = find_lhs_and_lu_mod(w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                   1021:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1022:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1023:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1024:                        if ( cinfo[j] ) {
                   1025:                                /* the column is in lhs */
                   1026:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1027:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1028:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1029:                                }
                   1030:                                li++;
                   1031:                        } else {
                   1032:                                /* the column is in rhs */
                   1033:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1034:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1035:                                ri++;
                   1036:                        }
                   1037:
                   1038:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1039:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1040:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1041:                        /* use the right part of w as work area */
                   1042:                        /* ri = col - rank */
                   1043:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1044:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1045:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1046:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1047:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1048:
                   1049:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                   1050:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                   1051:                                fprintf(stderr,".");
                   1052:                                /* wc = -b mod md */
                   1053:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1054:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1055:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1056:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1057:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1058:                                                                t = (md - t) % md;
                   1059:                                                        wi[j] = t;
                   1060:                                                } else
                   1061:                                                        wi[j] = 0;
                   1062:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                   1063:                                get_eg(&tmp0);
                   1064:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro     1065:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro     1066:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1067:                                /* x = x-q*wc */
                   1068:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1069:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1070:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                   1071:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                   1072:                                        }
                   1073:                                get_eg(&tmp0);
                   1074:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1075:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1076:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1077:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1078:                                                if ( s ) {
                   1079:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1080:                                                        if ( t )
                   1081:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1082:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1083:                                                } else
                   1084:                                                        b[i][j] = 0;
                   1085:                                        }
                   1086:                                get_eg(&tmp1);
                   1087:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1088:                                /* q = q*md */
                   1089:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
1.13      noro     1090:                                if ( !(count % 16) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
1.3       noro     1091:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1092:                                                if ( cinfo[j] )
                   1093:                                                        rind[k++] = j;
                   1094:                                                else
                   1095:                                                        cind[l++] = j;
                   1096:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                   1097:                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1098:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1099:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1100:                                                fflush(asir_out);
                   1101:                                                return rank;
                   1102:                                        }
1.1       noro     1103:                                }
                   1104:                        }
                   1105:        }
                   1106: }
                   1107:
                   1108: int f4_nocheck;
                   1109:
                   1110: int gensolve_check(mat,nm,dn,rind,cind)
                   1111: MAT mat,nm;
                   1112: Q dn;
                   1113: int *rind,*cind;
                   1114: {
                   1115:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1116:        Q s,t,u;
                   1117:        Q *w;
                   1118:        Q *mati,*nmk;
                   1119:
                   1120:        if ( f4_nocheck )
                   1121:                return 1;
                   1122:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1123:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1124:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1125:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1126:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1127: #if 1
                   1128:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1129:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1130:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1131:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1132:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1133:                        }
                   1134:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1135:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1136:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1137:                                break;
                   1138:                }
                   1139: #else
                   1140:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1141:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1142:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1143:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1144:                        }
                   1145:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1146:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1147:                                break;
                   1148:                }
                   1149: #endif
                   1150:                if ( j != clen )
                   1151:                        break;
                   1152:        }
                   1153:        if ( i != row )
                   1154:                return 0;
                   1155:        else
                   1156:                return 1;
                   1157: }
                   1158:
                   1159: /* assuming 0 < c < m */
                   1160:
                   1161: int inttorat(c,m,b,sgnp,nmp,dnp)
                   1162: N c,m,b;
                   1163: int *sgnp;
                   1164: N *nmp,*dnp;
                   1165: {
                   1166:        Q qq,t,u1,v1,r1,nm;
                   1167:        N q,r,u2,v2,r2;
                   1168:
                   1169:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1170:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1171:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1172:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1173:        }
                   1174:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1175:                return 0;
                   1176:        else {
                   1177:                *nmp = v2;
                   1178:                *dnp = NM(v1);
                   1179:                *sgnp = SGN(v1);
                   1180:                return 1;
                   1181:        }
                   1182: }
                   1183:
                   1184: /* mat->body = N ** */
                   1185:
                   1186: int intmtoratm(mat,md,nm,dn)
                   1187: MAT mat;
                   1188: N md;
                   1189: MAT nm;
                   1190: Q *dn;
                   1191: {
                   1192:        N t,s,b;
                   1193:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1194:        int i,j,k,l,row,col;
                   1195:        Q **rmat;
                   1196:        N **tmat;
                   1197:        N *tmi;
                   1198:        Q *nmk;
                   1199:        N u,unm,udn;
                   1200:        int sgn,ret;
                   1201:
1.3       noro     1202:        if ( UNIN(md) )
                   1203:                return 0;
1.1       noro     1204:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1205:        bshiftn(md,1,&t);
                   1206:        isqrt(t,&s);
                   1207:        bshiftn(s,64,&b);
                   1208:        if ( !b )
                   1209:                b = ONEN;
                   1210:        dn0 = ONE;
                   1211:        tmat = (N **)mat->body;
                   1212:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1213:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1214:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1215:                        if ( tmi[j] ) {
                   1216:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1217:                                remn(s,md,&u);
                   1218:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1219:                                if ( !ret )
                   1220:                                        return 0;
                   1221:                                else {
                   1222:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1223:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1224:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1225:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1226:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1227:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1228:                                                        }
                   1229:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1230:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1231:                                                }
                   1232:                                        }
                   1233:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1234:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1235:                                }
                   1236:                        }
                   1237:        *dn = dn0;
                   1238:        return 1;
                   1239: }
                   1240:
1.3       noro     1241: /* mat->body = Q ** */
                   1242:
                   1243: int intmtoratm_q(mat,md,nm,dn)
                   1244: MAT mat;
                   1245: N md;
                   1246: MAT nm;
                   1247: Q *dn;
                   1248: {
                   1249:        N t,s,b;
                   1250:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1251:        int i,j,k,l,row,col;
                   1252:        Q **rmat;
                   1253:        Q **tmat;
                   1254:        Q *tmi;
                   1255:        Q *nmk;
                   1256:        N u,unm,udn;
                   1257:        int sgn,ret;
                   1258:
                   1259:        if ( UNIN(md) )
                   1260:                return 0;
                   1261:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1262:        bshiftn(md,1,&t);
                   1263:        isqrt(t,&s);
                   1264:        bshiftn(s,64,&b);
                   1265:        if ( !b )
                   1266:                b = ONEN;
                   1267:        dn0 = ONE;
                   1268:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1269:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1270:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1271:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1272:                        if ( tmi[j] ) {
                   1273:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1274:                                remn(s,md,&u);
                   1275:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1276:                                if ( !ret )
                   1277:                                        return 0;
                   1278:                                else {
                   1279:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1280:                                                sgn = -sgn;
                   1281:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1282:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1283:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1284:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1285:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1286:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1287:                                                        }
                   1288:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1289:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1290:                                                }
                   1291:                                        }
                   1292:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1293:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1294:                                }
                   1295:                        }
                   1296:        *dn = dn0;
                   1297:        return 1;
                   1298: }
                   1299:
1.4       noro     1300: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1301:
                   1302: void reduce_reducers_mod(mat,row,col,md)
                   1303: int **mat;
                   1304: int row,col;
                   1305: int md;
                   1306: {
                   1307:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1308:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1309:
                   1310:        /* reduce the reducers */
                   1311:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1312:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1313:                t = mat[i];
                   1314:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1315:                /* register the position of the head term */
                   1316:                ind[i] = j;
                   1317:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1318:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1319:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1320:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1321:                                j = ind[l];
                   1322:                                s = mat[l]+j;
                   1323:                                tj = t+j;
                   1324:                                hc = md-hc;
                   1325:                                k = col-j;
                   1326:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1327:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1328:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1329:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1330:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1331:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1332:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1333:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1334:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1335:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1336:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1337:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1338:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1339:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1340:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1341:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1342:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1343:                                }
1.16      noro     1344:                                for ( ; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1345:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1346:                                }
                   1347:                        }
                   1348:                }
                   1349:        }
                   1350: }
                   1351:
                   1352: /*
                   1353:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1354:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1355:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1356:        1. reduce the reducers
                   1357:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1358: */
                   1359:
                   1360: void pre_reduce_mod(mat,row,col,nred,md)
                   1361: int **mat;
                   1362: int row,col,nred;
                   1363: int md;
                   1364: {
                   1365:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1366:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1367:
                   1368: #if 1
                   1369:        /* reduce the reducers */
                   1370:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1371:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1372:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1373:                t = mat[i];
                   1374:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1375:                /* register the position of the head term */
                   1376:                ind[i] = j;
                   1377:                inv = invm(t[j],md);
                   1378:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1379:                        if ( t[k] )
                   1380:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1381:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1382:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1383:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1384:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1385:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1386:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1387:                                        if ( *s )
                   1388:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1389:                        }
                   1390:                }
                   1391:        }
                   1392:        /* reduce the spolys */
                   1393:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   1394:                t = mat[i];
                   1395:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   1396:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1397:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1398:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1399:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1400:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1401:                                        if ( *s )
                   1402:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1403:                        }
                   1404:                }
                   1405:        }
                   1406: #endif
                   1407: }
                   1408: /*
                   1409:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1410:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1411: */
                   1412:
                   1413: void reduce_sp_by_red_mod(sp,redmat,ind,nred,col,md)
                   1414: int *sp,**redmat;
                   1415: int *ind;
                   1416: int nred,col;
                   1417: int md;
                   1418: {
                   1419:        int i,j,k,hc,zzz;
                   1420:        int *t,*s,*tj;
                   1421:
                   1422:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1423:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1424:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   1425:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   1426:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1427:                        j = ind[i];
                   1428:                        hc = md-hc;
                   1429:                        s = redmat[i]+j;
                   1430:                        tj = sp+j;
1.16      noro     1431:                        for ( k = col-j; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1432:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
1.15      noro     1433:                        }
                   1434:                }
1.17      noro     1435:        }
                   1436: }
                   1437:
                   1438: /*
1.15      noro     1439:        mat[i] : compressed reducers (i=0,...,nred-1)
                   1440:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1441: */
                   1442:
1.21      noro     1443: int red_by_compress(m,p,r,ri,hc,len)
1.18      noro     1444: int m;
                   1445: unsigned int *p;
1.21      noro     1446: register unsigned int *r;
1.22      noro     1447: register unsigned int *ri;
1.18      noro     1448: unsigned int hc;
1.19      noro     1449: register int len;
1.18      noro     1450: {
1.19      noro     1451:        unsigned int up,lo;
1.18      noro     1452:        unsigned int dmy;
                   1453:        unsigned int *pj;
                   1454:
1.21      noro     1455:        p[*ri] = 0; r++; ri++;
                   1456:        for ( len--; len; len--, r++, ri++ ) {
                   1457:                pj = p+ *ri;
                   1458:                DMA(*r,hc,*pj,up,lo);
1.18      noro     1459:                if ( up ) {
                   1460:                        DSAB(m,up,lo,dmy,*pj);
                   1461:                } else
                   1462:                        *pj = lo;
                   1463:        }
                   1464: }
                   1465:
                   1466: /* p -= hc*r */
                   1467:
                   1468: int red_by_vect(m,p,r,hc,len)
                   1469: int m;
                   1470: unsigned int *p,*r;
                   1471: unsigned int hc;
                   1472: int len;
                   1473: {
                   1474:        register unsigned int up,lo;
                   1475:        unsigned int dmy;
                   1476:
                   1477:        *p++ = 0; r++; len--;
                   1478:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   1479:                if ( *r ) {
1.20      noro     1480:                        DMA(*r,hc,*p,up,lo);
1.18      noro     1481:                        if ( up ) {
                   1482:                                DSAB(m,up,lo,dmy,*p);
                   1483:                        } else
                   1484:                                *p = lo;
                   1485:                }
                   1486: }
                   1487:
1.21      noro     1488: extern unsigned int **psca;
                   1489:
1.15      noro     1490: void reduce_sp_by_red_mod_compress (sp,redmat,ind,nred,col,md)
                   1491: int *sp;
                   1492: CDP *redmat;
                   1493: int *ind;
                   1494: int nred,col;
                   1495: int md;
                   1496: {
1.18      noro     1497:        int i,j,k,len;
                   1498:        unsigned int *tj;
1.15      noro     1499:        CDP ri;
1.18      noro     1500:        unsigned int hc,up,lo,up1,lo1,c;
                   1501:        unsigned int *usp;
1.15      noro     1502:
1.18      noro     1503:        usp = (unsigned int *)sp;
1.15      noro     1504:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1505:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1506:                /* reduce sp by redmat[i] */
1.18      noro     1507:                usp[ind[i]] %= md;
                   1508:                if ( hc = usp[ind[i]] ) {
1.15      noro     1509:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1510:                        hc = md-hc;
                   1511:                        ri = redmat[i];
                   1512:                        len = ri->len;
1.21      noro     1513:                        red_by_compress(md,usp,psca[ri->psindex],ri->body,hc,len);
1.4       noro     1514:                }
                   1515:        }
1.18      noro     1516:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   1517:                if ( usp[i] >= md )
                   1518:                        usp[i] %= md;
1.4       noro     1519: }
                   1520:
                   1521: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1522:
1.18      noro     1523: int generic_gauss_elim_mod(mat0,row,col,md,colstat)
                   1524: int **mat0;
1.1       noro     1525: int row,col,md;
                   1526: int *colstat;
                   1527: {
1.4       noro     1528:        int i,j,k,l,inv,a,rank,zzz;
1.18      noro     1529:        unsigned int *t,*pivot,*pk,*tk;
                   1530:        unsigned int **mat;
1.1       noro     1531:
1.18      noro     1532:        mat = (unsigned int **)mat0;
1.1       noro     1533:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
1.18      noro     1534:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1535:                        mat[i][j] %= md;
                   1536:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1537:                        if ( mat[i][j] )
                   1538:                                break;
1.1       noro     1539:                if ( i == row ) {
                   1540:                        colstat[j] = 0;
                   1541:                        continue;
                   1542:                } else
                   1543:                        colstat[j] = 1;
                   1544:                if ( i != rank ) {
                   1545:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1546:                }
                   1547:                pivot = mat[rank];
                   1548:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     1549:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   1550:                        if ( *pk ) {
1.18      noro     1551:                                if ( *pk >= md )
                   1552:                                        *pk %= md;
1.4       noro     1553:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1554:                        }
                   1555:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1556:                        t = mat[i];
1.18      noro     1557:                        if ( a = t[j] )
                   1558:                                red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1559:                }
                   1560:                rank++;
                   1561:        }
                   1562:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1563:                if ( colstat[j] ) {
                   1564:                        pivot = mat[l];
                   1565:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1566:                                t = mat[i];
1.18      noro     1567:                                t[j] %= md;
                   1568:                                if ( a = t[j] )
                   1569:                                        red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1570:                        }
                   1571:                        l--;
1.18      noro     1572:                }
                   1573:        for ( j = 0, l = 0; l < rank; j++ )
                   1574:                if ( colstat[j] ) {
                   1575:                        t = mat[l];
                   1576:                        for ( k = j; k < col; k++ )
                   1577:                                if ( t[k] >= md )
                   1578:                                        t[k] %= md;
                   1579:                        l++;
1.1       noro     1580:                }
                   1581:        return rank;
                   1582: }
                   1583:
                   1584: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1585:
                   1586: int lu_gfmmat(mat,md,perm)
                   1587: GFMMAT mat;
                   1588: unsigned int md;
                   1589: int *perm;
                   1590: {
                   1591:        int row,col;
                   1592:        int i,j,k,l;
                   1593:        unsigned int *t,*pivot;
                   1594:        unsigned int **a;
                   1595:        unsigned int inv,m;
                   1596:
                   1597:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1598:        a = mat->body;
                   1599:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1600:
                   1601:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1602:                perm[i] = i;
                   1603:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1604:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1605:                if ( i == row )
                   1606:                        return 0;
                   1607:                if ( i != k ) {
                   1608:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1609:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1610:                }
                   1611:                pivot = a[k];
                   1612:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1613:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1614:                        t = a[i];
                   1615:                        if ( m = t[k] ) {
                   1616:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1617:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1618:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1619:                                                unsigned int tj;
                   1620:
                   1621:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1622:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     1623:                                        }
                   1624:                        }
                   1625:                }
                   1626:        }
                   1627:        return 1;
                   1628: }
                   1629:
1.3       noro     1630: /*
                   1631:  Input
                   1632:        a: a row x col matrix
                   1633:        md : a modulus
                   1634:
                   1635:  Output:
                   1636:        return : d = the rank of mat
                   1637:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1638:        rinfo: array of length row
                   1639:        cinfo: array of length col
                   1640:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1641:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1642: */
                   1643:
                   1644: int find_lhs_and_lu_mod(a,row,col,md,rinfo,cinfo)
                   1645: unsigned int **a;
                   1646: unsigned int md;
                   1647: int **rinfo,**cinfo;
                   1648: {
                   1649:        int i,j,k,l,d;
                   1650:        int *rp,*cp;
                   1651:        unsigned int *t,*pivot;
                   1652:        unsigned int inv,m;
                   1653:
                   1654:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1655:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1656:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1657:                rp[i] = i;
                   1658:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1659:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1660:                if ( i == row ) {
                   1661:                        cp[k] = 0;
                   1662:                        continue;
                   1663:                } else
                   1664:                        cp[k] = 1;
                   1665:                if ( i != d ) {
                   1666:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1667:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1668:                }
                   1669:                pivot = a[d];
                   1670:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1671:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1672:                        t = a[i];
                   1673:                        if ( m = t[k] ) {
                   1674:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1675:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1676:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1677:                                                unsigned int tj;
                   1678:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1679:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     1680:                                        }
                   1681:                        }
                   1682:                }
                   1683:                d++;
                   1684:        }
                   1685:        return d;
                   1686: }
                   1687:
                   1688: /*
                   1689:   Input
                   1690:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1691:        md : modulus
                   1692:        b : n x l matrix
                   1693:  Output
                   1694:        b = a^(-1)b
                   1695:  */
                   1696:
                   1697: void solve_by_lu_mod(a,n,md,b,l)
                   1698: int **a;
                   1699: int n;
                   1700: int md;
                   1701: int **b;
                   1702: int l;
                   1703: {
                   1704:        unsigned int *y,*c;
                   1705:        int i,j,k;
                   1706:        unsigned int t,m,m2;
                   1707:
                   1708:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1709:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1710:        m2 = md>>1;
                   1711:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1712:                /* copy b[.][k] to c */
                   1713:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1714:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1715:                /* solve Ly=c */
                   1716:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1717:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1718:                                if ( a[i][j] ) {
                   1719:                                        m = md - a[i][j];
                   1720:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1721:                                }
                   1722:                        y[i] = t;
                   1723:                }
                   1724:                /* solve Uc=y */
                   1725:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1726:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1727:                                if ( a[i][j] ) {
                   1728:                                        m = md - a[i][j];
                   1729:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1730:                                }
                   1731:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1732:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1733:                }
                   1734:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1735:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1736:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1737:        }
                   1738: }
                   1739:
1.1       noro     1740: void Pleqm1(arg,rp)
                   1741: NODE arg;
                   1742: VECT *rp;
                   1743: {
                   1744:        MAT m;
                   1745:        VECT vect;
                   1746:        pointer **mat;
                   1747:        Q *v;
                   1748:        Q q;
                   1749:        int **wmat;
                   1750:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1751:
                   1752:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1753:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1754:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1755:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1756:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1757:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1758:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1759:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1760:                                t = rem(NM(q),md);
                   1761:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1762:                                        t = (md - t) % md;
                   1763:                                wmat[i][j] = t;
                   1764:                        } else
                   1765:                                wmat[i][j] = 0;
                   1766:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1767:        if ( status < 0 )
                   1768:                *rp = 0;
                   1769:        else if ( status > 0 )
                   1770:                *rp = (VECT)ONE;
                   1771:        else {
                   1772:                n = col - 1;
                   1773:                MKVECT(vect,n);
                   1774:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1775:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1776:                }
                   1777:                *rp = vect;
                   1778:        }
                   1779: }
                   1780:
                   1781: gauss_elim_mod1(mat,row,col,md)
                   1782: int **mat;
                   1783: int row,col,md;
                   1784: {
                   1785:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1786:        int *t,*pivot;
                   1787:
                   1788:        n = col - 1;
                   1789:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1790:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1791:                if ( i == row )
                   1792:                        return 1;
                   1793:                if ( i != j ) {
                   1794:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1795:                }
                   1796:                pivot = mat[j];
                   1797:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1798:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1799:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1800:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1801:                        t = mat[i];
                   1802:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1803:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1804:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1805:                }
                   1806:        }
                   1807:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1808:        if ( i == row ) {
                   1809:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1810:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1811:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1812:                                mat[i][j] = 0;
                   1813:                        }
                   1814:                }
                   1815:                return 0;
                   1816:        } else
                   1817:                return -1;
                   1818: }
                   1819:
                   1820: void Pgeninvm(arg,rp)
                   1821: NODE arg;
                   1822: LIST *rp;
                   1823: {
                   1824:        MAT m;
                   1825:        pointer **mat;
                   1826:        Q **tmat;
                   1827:        Q q;
                   1828:        unsigned int **wmat;
                   1829:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1830:        MAT mat1,mat2;
                   1831:        NODE node1,node2;
                   1832:
                   1833:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1834:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1835:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1836:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1837:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1838:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1839:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1840:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1841:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1842:                                t = rem(NM(q),md);
                   1843:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1844:                                        t = (md - t) % md;
                   1845:                                wmat[i][j] = t;
                   1846:                        }
                   1847:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1848:        }
                   1849:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1850:        if ( status > 0 )
                   1851:                *rp = 0;
                   1852:        else {
                   1853:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1854:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1855:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1856:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
                   1857:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1858:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1859:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
                   1860:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1861:        }
                   1862: }
                   1863:
                   1864: int gauss_elim_geninv_mod(mat,row,col,md)
                   1865: unsigned int **mat;
                   1866: int row,col,md;
                   1867: {
                   1868:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1869:        unsigned int *t,*pivot;
                   1870:
                   1871:        n = col; m = row+col;
                   1872:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1873:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1874:                if ( i == row )
                   1875:                        return 1;
                   1876:                if ( i != j ) {
                   1877:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1878:                }
                   1879:                pivot = mat[j];
                   1880:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1881:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1882:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1883:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1884:                        t = mat[i];
                   1885:                        if ( a = t[j] )
                   1886:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1887:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1888:                }
                   1889:        }
                   1890:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1891:                pivot = mat[j];
                   1892:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1893:                        t = mat[i];
                   1894:                        if ( a = t[j] )
                   1895:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1896:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1897:                }
                   1898:        }
                   1899:        return 0;
                   1900: }
                   1901:
                   1902: void Psolve_by_lu_gfmmat(arg,rp)
                   1903: NODE arg;
                   1904: VECT *rp;
                   1905: {
                   1906:        GFMMAT lu;
                   1907:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1908:        int n,i;
                   1909:        unsigned int md;
                   1910:        unsigned int *b,*sol;
                   1911:        VECT r;
                   1912:
                   1913:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1914:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1915:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1916:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1917:        n = lu->col;
                   1918:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1919:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1920:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1921:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1922:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1923:        MKVECT(r,n);
                   1924:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
                   1925:                        STOQ(sol[i],v[i]);
                   1926:        *rp = r;
                   1927: }
                   1928:
                   1929: void solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,x)
                   1930: GFMMAT lu;
                   1931: unsigned int md;
                   1932: unsigned int *b;
                   1933: unsigned int *x;
                   1934: {
                   1935:        int n;
                   1936:        unsigned int **a;
                   1937:        unsigned int *y;
                   1938:        int i,j;
                   1939:        unsigned int t,m;
                   1940:
                   1941:        n = lu->col;
                   1942:        a = lu->body;
                   1943:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1944:        /* solve Ly=b */
                   1945:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1946:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1947:                        if ( a[i][j] ) {
                   1948:                                m = md - a[i][j];
                   1949:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1950:                        }
                   1951:                y[i] = t;
                   1952:        }
                   1953:        /* solve Ux=y */
                   1954:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1955:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1956:                        if ( a[i][j] ) {
                   1957:                                m = md - a[i][j];
                   1958:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   1959:                        }
                   1960:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1961:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   1962:        }
                   1963: }
                   1964:
                   1965: void Plu_gfmmat(arg,rp)
                   1966: NODE arg;
                   1967: LIST *rp;
                   1968: {
                   1969:        MAT m;
                   1970:        GFMMAT mm;
                   1971:        unsigned int md;
                   1972:        int i,row,col,status;
                   1973:        int *iperm;
                   1974:        Q *v;
                   1975:        VECT perm;
                   1976:        NODE n0;
                   1977:
                   1978:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1979:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1980:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1981:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   1982:        row = m->row;
                   1983:        col = m->col;
                   1984:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1985:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   1986:        if ( !status )
                   1987:                n0 = 0;
                   1988:        else {
                   1989:                MKVECT(perm,row);
                   1990:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   1991:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   1992:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   1993:        }
                   1994:        MKLIST(*rp,n0);
                   1995: }
                   1996:
                   1997: void Pmat_to_gfmmat(arg,rp)
                   1998: NODE arg;
                   1999: GFMMAT *rp;
                   2000: {
                   2001:        MAT m;
                   2002:        unsigned int md;
                   2003:
                   2004:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   2005:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   2006:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2007:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   2008: }
                   2009:
                   2010: void mat_to_gfmmat(m,md,rp)
                   2011: MAT m;
                   2012: unsigned int md;
                   2013: GFMMAT *rp;
                   2014: {
                   2015:        unsigned int **wmat;
                   2016:        unsigned int t;
                   2017:        Q **mat;
                   2018:        Q q;
                   2019:        int i,j,row,col;
                   2020:
                   2021:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   2022:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   2023:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2024:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   2025:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2026:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   2027:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2028:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2029:                                        t = (md - t) % md;
                   2030:                                wmat[i][j] = t;
                   2031:                        }
                   2032:        }
                   2033:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   2034: }
                   2035:
                   2036: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   2037: NODE arg;
                   2038: LIST *rp;
                   2039: {
                   2040:        MAT m;
                   2041:        pointer **mat;
                   2042:        Q **tmat;
                   2043:        Q *tvect;
                   2044:        Q q;
                   2045:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   2046:        int *index;
                   2047:        unsigned int t,md;
                   2048:        int i,j,row,col,status;
                   2049:        MAT mat1;
                   2050:        VECT vect1;
                   2051:        NODE node1,node2;
                   2052:
                   2053:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   2054:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   2055:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2056:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2057:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   2058:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2059:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2060:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2061:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2062:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2063:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2064:                                        t = (md - t) % md;
                   2065:                                wmat[i][j] = t;
                   2066:                        }
                   2067:                wmat[i][col+i] = 1;
                   2068:        }
                   2069:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   2070:        if ( status > 0 )
                   2071:                *rp = 0;
                   2072:        else {
                   2073:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2074:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2075:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2076:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   2077:                MKVECT(vect1,row);
                   2078:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2079:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2080:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2081:        }
                   2082: }
                   2083:
                   2084: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   2085: unsigned int **mat;
                   2086: int row,col;
                   2087: unsigned int md;
                   2088: unsigned int ***invmatp;
                   2089: int **indexp;
                   2090: {
                   2091:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2092:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   2093:        int *index;
                   2094:        unsigned int **invmat;
                   2095:
                   2096:        n = col; m = row+col;
                   2097:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2098:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2099:                index[i] = i;
                   2100:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2101:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2102:                if ( i == row ) {
                   2103:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2104:                }
                   2105:                if ( i != j ) {
                   2106:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2107:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2108:                }
                   2109:                pivot = mat[j];
                   2110:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   2111:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2112:                        if ( pivot[k] )
                   2113:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2114:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2115:                        t = mat[i];
                   2116:                        if ( a = t[j] )
                   2117:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2118:                                        if ( pivot[k] )
                   2119:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2120:                }
                   2121:        }
                   2122:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2123:                pivot = mat[j];
                   2124:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2125:                        t = mat[i];
                   2126:                        if ( a = t[j] )
                   2127:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2128:                                        if ( pivot[k] )
                   2129:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2130:                }
                   2131:        }
                   2132:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
                   2133:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2134:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2135:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2136:        return 0;
                   2137: }
                   2138:
                   2139: void _addn(N,N,N);
                   2140: int _subn(N,N,N);
                   2141: void _muln(N,N,N);
                   2142:
                   2143: void inner_product_int(a,b,n,r)
                   2144: Q *a,*b;
                   2145: int n;
                   2146: Q *r;
                   2147: {
                   2148:        int la,lb,i;
                   2149:        int sgn,sgn1;
                   2150:        N wm,wma,sum,t;
                   2151:
                   2152:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2153:                if ( a[i] )
                   2154:                        if ( DN(a[i]) )
                   2155:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2156:                        else
                   2157:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2158:                if ( b[i] )
                   2159:                        if ( DN(b[i]) )
                   2160:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2161:                        else
                   2162:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2163:        }
                   2164:        sgn = 0;
                   2165:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2166:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2167:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2168:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2169:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2170:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2171:                        continue;
                   2172:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2173:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2174:                if ( !sgn ) {
                   2175:                        sgn = sgn1;
                   2176:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2177:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2178:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2179:                        if ( !PL(wma) )
                   2180:                                sgn = 0;
                   2181:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2182:                } else {
                   2183:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2184:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2185:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2186:                }
                   2187:        }
                   2188:        GC_free(wm);
                   2189:        GC_free(wma);
                   2190:        if ( !sgn ) {
                   2191:                GC_free(sum);
                   2192:                *r = 0;
                   2193:        } else
                   2194:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2195: }
                   2196:
1.3       noro     2197: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2198:
                   2199: void inner_product_mat_int_mod(a,b,n,k,l,r)
                   2200: Q **a;
                   2201: int **b;
                   2202: int n,k,l;
                   2203: Q *r;
                   2204: {
                   2205:        int la,lb,i;
                   2206:        int sgn,sgn1;
                   2207:        N wm,wma,sum,t;
                   2208:        Q aki;
                   2209:        int bil,bilsgn;
                   2210:        struct oN tn;
                   2211:
                   2212:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2213:                if ( aki = a[k][i] )
                   2214:                        if ( DN(aki) )
                   2215:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2216:                        else
                   2217:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2218:        }
                   2219:        lb = 1;
                   2220:        sgn = 0;
                   2221:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2222:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2223:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2224:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2225:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2226:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2227:                        continue;
                   2228:                tn.p = 1;
                   2229:                if ( bil > 0 ) {
                   2230:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2231:                } else {
                   2232:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2233:                }
                   2234:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2235:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2236:                if ( !sgn ) {
                   2237:                        sgn = sgn1;
                   2238:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2239:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2240:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2241:                        if ( !PL(wma) )
                   2242:                                sgn = 0;
                   2243:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2244:                } else {
                   2245:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2246:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2247:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2248:                }
                   2249:        }
                   2250:        GC_free(wm);
                   2251:        GC_free(wma);
                   2252:        if ( !sgn ) {
                   2253:                GC_free(sum);
                   2254:                *r = 0;
                   2255:        } else
                   2256:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2257: }
                   2258:
1.1       noro     2259: void Pmul_mat_vect_int(arg,rp)
                   2260: NODE arg;
                   2261: VECT *rp;
                   2262: {
                   2263:        MAT mat;
                   2264:        VECT vect,r;
                   2265:        int row,col,i;
                   2266:
                   2267:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2268:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2269:        row = mat->row;
                   2270:        col = mat->col;
                   2271:        MKVECT(r,row);
                   2272:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2273:                inner_product_int(mat->body[i],vect->body,col,&r->body[i]);
                   2274:        *rp = r;
                   2275: }
                   2276:
                   2277: void Pnbpoly_up2(arg,rp)
                   2278: NODE arg;
                   2279: GF2N *rp;
                   2280: {
                   2281:        int m,type,ret;
                   2282:        UP2 r;
                   2283:
                   2284:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2285:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2286:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2287:        if ( ret == 0 )
                   2288:                MKGF2N(r,*rp);
                   2289:        else
                   2290:                *rp = 0;
                   2291: }
                   2292:
                   2293: void Px962_irredpoly_up2(arg,rp)
                   2294: NODE arg;
                   2295: GF2N *rp;
                   2296: {
                   2297:        int m,type,ret,w;
                   2298:        GF2N prev;
                   2299:        UP2 r;
                   2300:
                   2301:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2302:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2303:        if ( !prev ) {
                   2304:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2305:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2306:        } else {
                   2307:                r = prev->body;
                   2308:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2309:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2310:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2311:                }
                   2312:        }
                   2313:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2314:        if ( ret == 0 )
                   2315:                MKGF2N(r,*rp);
                   2316:        else
                   2317:                *rp = 0;
                   2318: }
                   2319:
                   2320: void Pirredpoly_up2(arg,rp)
                   2321: NODE arg;
                   2322: GF2N *rp;
                   2323: {
                   2324:        int m,type,ret,w;
                   2325:        GF2N prev;
                   2326:        UP2 r;
                   2327:
                   2328:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2329:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2330:        if ( !prev ) {
                   2331:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2332:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2333:        } else {
                   2334:                r = prev->body;
                   2335:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2336:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2337:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2338:                }
                   2339:        }
                   2340:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2341:        if ( ret == 0 )
                   2342:                MKGF2N(r,*rp);
                   2343:        else
                   2344:                *rp = 0;
                   2345: }
                   2346:
                   2347: /*
                   2348:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2349:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2350:  *
                   2351:  * return value : 0  --- exists
                   2352:  *                1  --- does not exist
                   2353:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2354:  */
                   2355:
                   2356: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2357: {
                   2358:        int i,r;
                   2359:        int w;
                   2360:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2361:
                   2362:        w = (m>>5)+1;
                   2363:        switch ( type ) {
                   2364:                case 1:
                   2365:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2366:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2367:                        /* set all the bits */
                   2368:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2369:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2370:                        /* mask the top word if necessary */
                   2371:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2372:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2373:                        return 0;
                   2374:                        break;
                   2375:                case 2:
                   2376:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2377:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2378:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2379:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2380:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2381:
                   2382:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2383:
                   2384:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2385:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2386:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2387:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2388:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2389:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2390:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2391:                                /* cyclic change of the variables */
                   2392:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2393:                        }
                   2394:                        _copyup2(f1,f);
                   2395:                        return 0;
                   2396:                        break;
                   2397:                default:
                   2398:                        return -1;
                   2399:                        break;
                   2400:                }
                   2401: }
                   2402:
                   2403: /*
                   2404:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2405:  * return value : 0  --- exists
                   2406:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2407:  */
                   2408:
                   2409: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2410: {
                   2411:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2412:        int w;
                   2413:        unsigned int *fd;
                   2414:
                   2415:        /*
                   2416:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2417:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2418:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2419:         */
                   2420:
                   2421:        fd = f->b;
                   2422:        w = (d>>5)+1;
                   2423:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2424:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2425:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2426:                switch ( nz ) {
                   2427:                        case 3:
                   2428:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2429:                                /* reset i0-th bit */
                   2430:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2431:                                j0 = k0 = 0;
                   2432:                                break;
                   2433:                        case 5:
                   2434:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2435:                                /* reset i0-th bit */
                   2436:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2437:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2438:                                /* reset j0-th bit */
                   2439:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2440:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2441:                                /* reset k0-th bit */
                   2442:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2443:                                break;
                   2444:                        default:
                   2445:                                f->w = 0; break;
                   2446:                }
                   2447:        } else
                   2448:                f->w = 0;
                   2449:
                   2450:        if ( !f->w ) {
                   2451:                fd = f->b;
                   2452:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2453:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2454:        }
                   2455:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2456:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2457:
                   2458:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2459:
                   2460:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2461:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2462:                if ( i < i0 ) continue;
                   2463:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2464:                /* set i-th bit */
                   2465:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2466:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2467:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2468:                /* reset i-th bit */
                   2469:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2470:        }
                   2471:
                   2472:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2473: PENTA:
                   2474:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2475:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2476:                if ( i < i0 ) continue;
                   2477:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2478:                /* set i-th bit */
                   2479:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2480:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2481:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2482:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2483:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2484:                        /* set j-th bit */
                   2485:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2486:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2487:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2488:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2489:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2490:                                /* set k-th bit */
                   2491:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2492:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2493:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2494:                                /* reset k-th bit */
                   2495:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2496:                        }
                   2497:                        /* reset j-th bit */
                   2498:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2499:                }
                   2500:                /* reset i-th bit */
                   2501:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2502:        }
                   2503:        /* exhausted */
                   2504:        return 1;
                   2505: }
                   2506:
                   2507: /*
                   2508:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2509:  *
                   2510:  * searching strategy:
                   2511:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2512:  *         i is as small as possible.
                   2513:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2514:  *         i is as small as possible.
                   2515:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2516:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2517:  *
                   2518:  * return value : 0  --- exists
                   2519:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2520:  */
                   2521:
                   2522: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2523: {
                   2524:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2525:        int w;
                   2526:        unsigned int *fd;
                   2527:
                   2528:        /*
                   2529:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2530:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2531:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2532:         */
                   2533:
                   2534:        fd = f->b;
                   2535:        w = (d>>5)+1;
                   2536:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2537:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2538:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2539:                switch ( nz ) {
                   2540:                        case 3:
                   2541:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2542:                                /* reset i0-th bit */
                   2543:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2544:                                j0 = k0 = 0;
                   2545:                                break;
                   2546:                        case 5:
                   2547:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2548:                                /* reset i0-th bit */
                   2549:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2550:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2551:                                /* reset j0-th bit */
                   2552:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2553:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2554:                                /* reset k0-th bit */
                   2555:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2556:                                break;
                   2557:                        default:
                   2558:                                f->w = 0; break;
                   2559:                }
                   2560:        } else
                   2561:                f->w = 0;
                   2562:
                   2563:        if ( !f->w ) {
                   2564:                fd = f->b;
                   2565:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2566:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2567:        }
                   2568:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2569:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2570:
                   2571:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2572:
                   2573:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2574:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2575:                if ( i < i0 ) continue;
                   2576:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2577:                /* set i-th bit */
                   2578:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2579:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2580:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2581:                /* reset i-th bit */
                   2582:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2583:        }
                   2584:
                   2585:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2586: PENTA:
                   2587:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2588:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2589:                if ( i < i0 ) continue;
                   2590:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2591:                /* set i-th bit */
                   2592:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2593:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2594:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2595:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2596:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2597:                        /* set j-th bit */
                   2598:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2599:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2600:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2601:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2602:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2603:                                /* set k-th bit */
                   2604:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2605:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2606:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2607:                                /* reset k-th bit */
                   2608:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2609:                        }
                   2610:                        /* reset j-th bit */
                   2611:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2612:                }
                   2613:                /* reset i-th bit */
                   2614:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2615:        }
                   2616:        /* exhausted */
                   2617:        return 1;
1.3       noro     2618: }
                   2619:
                   2620: printqmat(mat,row,col)
                   2621: Q **mat;
                   2622: int row,col;
                   2623: {
                   2624:        int i,j;
                   2625:
                   2626:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2627:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     2628:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     2629:                }
                   2630:                printf("\n");
                   2631:        }
                   2632: }
                   2633:
                   2634: printimat(mat,row,col)
                   2635: int **mat;
                   2636: int row,col;
                   2637: {
                   2638:        int i,j;
                   2639:
                   2640:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2641:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2642:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2643:                }
                   2644:                printf("\n");
                   2645:        }
1.1       noro     2646: }

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