[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 1.27

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:  *
1.27    ! noro       48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.26 2002/02/06 00:55:03 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:
1.24      noro       62:
1.1       noro       63: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
1.23      noro       64: void Pinvmat();
1.9       noro       65: void Pnewbytearray();
1.1       noro       66:
1.25      noro       67: void Pgeneric_gauss_elim();
1.1       noro       68: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     69:
                     70: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
                     71: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol();
1.27    ! noro       72: void Pgeninv_sf_swap();
1.1       noro       73: void sepvect();
                     74: void Pmulmat_gf2n();
                     75: void Pbconvmat_gf2n();
                     76: void Pmul_vect_mat_gf2n();
                     77: void PNBmul_gf2n();
                     78: void Pmul_mat_vect_int();
                     79: void Psepmat_destructive();
                     80: void Px962_irredpoly_up2();
                     81: void Pirredpoly_up2();
                     82: void Pnbpoly_up2();
                     83: void Pqsort();
1.14      noro       84: void Pexponent_vector();
1.26      noro       85: void Pmat_swap_row_destructive();
                     86: void Pmat_swap_col_destructive();
1.1       noro       87:
                     88: struct ftab array_tab[] = {
                     89:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                     90:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                     91:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
1.25      noro       92:        {"generic_gauss_elim",Pgeneric_gauss_elim,1},
1.1       noro       93:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                     94:        {"newvect",Pnewvect,-2},
1.14      noro       95:        {"vector",Pnewvect,-2},
                     96:        {"exponent_vector",Pexponent_vector,-99999999},
1.1       noro       97:        {"newmat",Pnewmat,-3},
1.14      noro       98:        {"matrix",Pnewmat,-3},
1.9       noro       99:        {"newbytearray",Pnewbytearray,-2},
1.1       noro      100:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    101:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    102:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    103:        {"vtol",Pvtol,1},
                    104:        {"size",Psize,1},
                    105:        {"det",Pdet,-2},
1.23      noro      106:        {"invmat",Pinvmat,-2},
1.1       noro      107:        {"leqm",Pleqm,2},
                    108:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    109:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    110:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
1.27    ! noro      111:        {"geninv_sf_swap",Pgeninv_sf_swap,1},
1.1       noro      112:        {"remainder",Premainder,2},
                    113:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    114:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    115:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    116:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    117:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    118:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    119:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    120:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    121:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
1.26      noro      122:        {"mat_swap_row_destructive",Pmat_swap_row_destructive,3},
                    123:        {"mat_swap_col_destructive",Pmat_swap_col_destructive,3},
1.1       noro      124:        {0,0,0},
                    125: };
                    126:
1.24      noro      127: int comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      128: {
                    129:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    130: }
                    131:
                    132: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    133: static NODE generic_comp_obj_arg;
                    134:
1.24      noro      135: int generic_comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      136: {
                    137:        Q r;
                    138:
                    139:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    140:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                    141:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                    142:        if ( !r )
                    143:                return 0;
                    144:        else
                    145:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    146: }
                    147:
                    148:
1.24      noro      149: void Pqsort(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      150: {
                    151:        VECT vect;
                    152:        NODE n;
                    153:        P p;
                    154:        V v;
                    155:
                    156:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"qsort");
                    157:        vect = (VECT)ARG0(arg);
                    158:        if ( argc(arg) == 1 )
                    159:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    160:        else {
                    161:                p = (P)ARG1(arg);
                    162:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    163:                        error("qsort : invalid argument");
                    164:                v = VR(p);
                    165:                if ( (int)v->attr != V_SR )
                    166:                        error("qsort : no such function");
                    167:                generic_comp_obj_func = (FUNC)v->priv;
                    168:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    169:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    170:        }
                    171:        *rp = vect;
                    172: }
                    173:
1.24      noro      174: void PNBmul_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      175: {
                    176:        GF2N a,b;
                    177:        GF2MAT mat;
                    178:        int n,w;
                    179:        unsigned int *ab,*bb;
                    180:        UP2 r;
                    181:
                    182:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    183:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    184:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    185:        if ( !a || !b )
                    186:                *rp = 0;
                    187:        else {
                    188:                n = mat->row;
                    189:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    190:
                    191:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    192:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    193:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    194:
                    195:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    196:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    197:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    198:
                    199:                NEWUP2(r,w);
                    200:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    201:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    202:                r->w = w;
                    203:                _adjup2(r);
                    204:                if ( !r->w )
                    205:                        *rp = 0;
                    206:                else
                    207:                        MKGF2N(r,*rp);
                    208:        }
                    209: }
                    210:
1.24      noro      211: void Pmul_vect_mat_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      212: {
                    213:        GF2N a;
                    214:        GF2MAT mat;
                    215:        int n,w;
                    216:        unsigned int *b;
                    217:        UP2 r;
                    218:
                    219:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    220:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    221:        if ( !a )
                    222:                *rp = 0;
                    223:        else {
                    224:                n = mat->row;
                    225:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    226:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    227:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    228:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    229:                NEWUP2(r,w);
                    230:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    231:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    232:                r->w = w;
                    233:                _adjup2(r);
                    234:                if ( !r->w )
                    235:                        *rp = 0;
                    236:                else {
                    237:                        MKGF2N(r,*rp);
                    238:                }
                    239:        }
                    240: }
                    241:
1.24      noro      242: void Pbconvmat_gf2n(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      243: {
                    244:        P p0,p1;
                    245:        int to;
                    246:        GF2MAT p01,p10;
                    247:        GF2N root;
                    248:        NODE n0,n1;
                    249:
                    250:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    251:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    252:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    253:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    254:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    255:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    256:        } else
                    257:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    258:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    259:        MKLIST(*rp,n0);
                    260: }
                    261:
1.24      noro      262: void Pmulmat_gf2n(NODE arg,GF2MAT *rp)
1.1       noro      263: {
                    264:        GF2MAT m;
                    265:
                    266:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    267:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    268:        *rp = m;
                    269: }
                    270:
1.24      noro      271: void Psepmat_destructive(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      272: {
                    273:        MAT mat,mat1;
                    274:        int i,j,row,col;
                    275:        Q **a,**a1;
                    276:        Q ent;
                    277:        N nm,mod,rem,quo;
                    278:        int sgn;
                    279:        NODE n0,n1;
                    280:
                    281:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    282:        row = mat->row; col = mat->col;
                    283:        MKMAT(mat1,row,col);
                    284:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    285:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    286:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    287:                        ent = a[i][j];
                    288:                        if ( !ent )
                    289:                                continue;
                    290:                        nm = NM(ent);
                    291:                        sgn = SGN(ent);
                    292:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    293: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    294: /*                             GC_free(nm); */
                    295: /*                     GC_free(ent); */
                    296:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    297:                }
                    298:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    299:        MKLIST(*rp,n0);
                    300: }
                    301:
1.24      noro      302: void Psepvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      303: {
                    304:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    305: }
                    306:
1.24      noro      307: void sepvect(VECT v,int d,VECT *rp)
1.1       noro      308: {
                    309:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    310:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    311:        VECT w,u;
                    312:
                    313:        n = v->len;
                    314:        if ( d > n )
                    315:                d = n;
                    316:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    317:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    318:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    319:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    320:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    321:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    322:                        pu[j] = pv[k];
                    323:        }
                    324:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    325:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    326:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    327:                        pu[j] = pv[k];
                    328:        }
                    329: }
                    330:
1.24      noro      331: void Pnewvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      332: {
                    333:        int len,i,r;
                    334:        VECT vect;
                    335:        pointer *vb;
                    336:        LIST list;
                    337:        NODE tn;
                    338:
                    339:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    340:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      341:        if ( len < 0 )
1.1       noro      342:                error("newvect : invalid size");
                    343:        MKVECT(vect,len);
                    344:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    345:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    346:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    347:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    348:                if ( r > len ) {
                    349:                        *rp = vect;
                    350:                        return;
                    351:                }
                    352:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    353:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    354:        }
                    355:        *rp = vect;
1.14      noro      356: }
                    357:
1.24      noro      358: void Pexponent_vector(NODE arg,DP *rp)
1.14      noro      359: {
                    360:        nodetod(arg,rp);
1.9       noro      361: }
                    362:
1.24      noro      363: void Pnewbytearray(NODE arg,BYTEARRAY *rp)
1.9       noro      364: {
                    365:        int len,i,r;
                    366:        BYTEARRAY array;
                    367:        unsigned char *vb;
1.10      noro      368:        char *str;
1.9       noro      369:        LIST list;
                    370:        NODE tn;
                    371:
                    372:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newbytearray");
                    373:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    374:        if ( len < 0 )
                    375:                error("newbytearray : invalid size");
                    376:        MKBYTEARRAY(array,len);
                    377:        if ( argc(arg) == 2 ) {
1.10      noro      378:                if ( !ARG1(arg) )
                    379:                        error("newbytearray : invalid initialization");
                    380:                switch ( OID((Obj)ARG1(arg)) ) {
                    381:                        case O_LIST:
                    382:                                list = (LIST)ARG1(arg);
                    383:                                asir_assert(list,O_LIST,"newbytearray");
                    384:                                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    385:                                if ( r <= len ) {
                    386:                                        for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(array); tn;
                    387:                                                i++, tn = NEXT(tn) )
                    388:                                                vb[i] = (unsigned char)QTOS((Q)BDY(tn));
                    389:                                }
                    390:                                break;
                    391:                        case O_STR:
                    392:                                str = BDY((STRING)ARG1(arg));
                    393:                                r = strlen(str);
                    394:                                if ( r <= len )
                    395:                                        bcopy(str,BDY(array),r);
                    396:                                break;
                    397:                        default:
                    398:                                if ( !ARG1(arg) )
                    399:                                        error("newbytearray : invalid initialization");
1.9       noro      400:                }
                    401:        }
                    402:        *rp = array;
1.1       noro      403: }
                    404:
1.24      noro      405: void Pnewmat(NODE arg,MAT *rp)
1.1       noro      406: {
                    407:        int row,col;
                    408:        int i,j,r,c;
                    409:        NODE tn,sn;
                    410:        MAT m;
                    411:        pointer **mb;
                    412:        LIST list;
                    413:
                    414:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    415:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    416:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      417:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      418:                error("newmat : invalid size");
                    419:        MKMAT(m,row,col);
                    420:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    421:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    422:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    423:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    424:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    425:                        c = MAX(c,j);
                    426:                }
                    427:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    428:                        *rp = m;
                    429:                        return;
                    430:                }
                    431:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    432:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    433:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    434:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    435:                }
                    436:        }
                    437:        *rp = m;
                    438: }
                    439:
1.24      noro      440: void Pvtol(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      441: {
                    442:        NODE n,n1;
                    443:        VECT v;
                    444:        pointer *a;
                    445:        int len,i;
                    446:
                    447:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    448:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    449:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    450:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    451:        }
                    452:        MKLIST(*rp,n);
                    453: }
                    454:
1.24      noro      455: void Premainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      456: {
                    457:        Obj a;
                    458:        VECT v,w;
                    459:        MAT m,l;
                    460:        pointer *vb,*wb;
                    461:        pointer **mb,**lb;
                    462:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    463:        Q md,q;
                    464:
                    465:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    466:        if ( !a )
                    467:                *rp = 0;
                    468:        else {
                    469:                id = OID(a);
                    470:                switch ( id ) {
                    471:                        case O_N:
                    472:                        case O_P:
                    473:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    474:                        case O_VECT:
                    475:                                smd = QTOS(md);
                    476:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    477:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    478:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    479:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    480:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    481:                                                STOQ(t,q);
                    482:                                                if ( q )
                    483:                                                        SGN(q) = sgn;
                    484:                                        }
                    485:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    486:                                }
                    487:                                *rp = (Obj)w;
                    488:                                break;
                    489:                        case O_MAT:
                    490:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    491:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    492:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    493:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    494:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    495:                                *rp = (Obj)l;
                    496:                                break;
                    497:                        default:
                    498:                                error("remainder : invalid argument");
                    499:                }
                    500:        }
                    501: }
                    502:
1.24      noro      503: void Psremainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      504: {
                    505:        Obj a;
                    506:        VECT v,w;
                    507:        MAT m,l;
                    508:        pointer *vb,*wb;
                    509:        pointer **mb,**lb;
                    510:        unsigned int t,smd;
                    511:        int id,i,j,n,row,col;
                    512:        Q md,q;
                    513:
                    514:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    515:        if ( !a )
                    516:                *rp = 0;
                    517:        else {
                    518:                id = OID(a);
                    519:                switch ( id ) {
                    520:                        case O_N:
                    521:                        case O_P:
                    522:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    523:                        case O_VECT:
                    524:                                smd = QTOS(md);
                    525:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    526:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    527:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    528:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    529:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    530:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    531:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    532:                                                UTOQ(t,q);
                    533:                                        }
                    534:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    535:                                }
                    536:                                *rp = (Obj)w;
                    537:                                break;
                    538:                        case O_MAT:
                    539:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    540:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    541:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    542:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    543:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    544:                                *rp = (Obj)l;
                    545:                                break;
                    546:                        default:
                    547:                                error("remainder : invalid argument");
                    548:                }
                    549:        }
                    550: }
                    551:
1.24      noro      552: void Psize(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      553: {
                    554:
                    555:        int n,m;
                    556:        Q q;
                    557:        NODE t,s;
                    558:
                    559:        if ( !ARG0(arg) )
                    560:                 t = 0;
                    561:        else {
                    562:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    563:                        case O_VECT:
                    564:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    565:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    566:                                break;
                    567:                        case O_MAT:
                    568:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    569:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    570:                                break;
                    571:                        default:
                    572:                                error("size : invalid argument"); break;
                    573:                }
                    574:        }
                    575:        MKLIST(*rp,t);
                    576: }
                    577:
1.24      noro      578: void Pdet(NODE arg,P *rp)
1.1       noro      579: {
                    580:        MAT m;
                    581:        int n,i,j,mod;
                    582:        P d;
                    583:        P **mat,**w;
                    584:
                    585:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    586:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    587:        if ( m->row != m->col )
                    588:                error("det : non-square matrix");
                    589:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    590:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    591:        else {
                    592:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    593:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    594:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    595:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    596:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    597:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    598:                mptop(d,rp);
1.23      noro      599:        }
                    600: }
                    601:
1.24      noro      602: void Pinvmat(NODE arg,LIST *rp)
1.23      noro      603: {
                    604:        MAT m,r;
                    605:        int n,i,j,mod;
                    606:        P dn;
                    607:        P **mat,**imat,**w;
                    608:        NODE nd;
                    609:
                    610:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    611:        asir_assert(m,O_MAT,"invmat");
                    612:        if ( m->row != m->col )
                    613:                error("invmat : non-square matrix");
                    614:        else if ( argc(arg) == 1 ) {
                    615:                n = m->row;
                    616:                invmatp(CO,(P **)BDY(m),n,&imat,&dn);
                    617:                NEWMAT(r); r->row = n; r->col = n; r->body = (pointer **)imat;
                    618:                nd = mknode(2,r,dn);
                    619:                MKLIST(*rp,nd);
                    620:        } else {
                    621:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    622:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    623:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    624:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    625:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    626: #if 0
                    627:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    628:                mptop(d,rp);
                    629: #else
                    630:                error("not implemented yet");
                    631: #endif
1.1       noro      632:        }
1.25      noro      633: }
                    634:
                    635: /*
                    636:        input : a row x col matrix A
                    637:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    638:
                    639:        output : [B,R,C]
                    640:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    641:                R : a vector of length rank(A)
                    642:                C : a vector of length col-rank(A)
                    643:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    644: */
                    645:
                    646: void Pgeneric_gauss_elim(NODE arg,LIST *rp)
                    647: {
                    648:        NODE n0;
                    649:        MAT m,nm;
                    650:        int *ri,*ci;
                    651:        VECT rind,cind;
                    652:        Q dn,q;
                    653:        int i,j,k,l,row,col,t,rank;
                    654:
                    655:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim");
                    656:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    657:        row = m->row; col = m->col;
                    658:        rank = generic_gauss_elim(m,&nm,&dn,&ri,&ci);
                    659:        t = col-rank;
                    660:        MKVECT(rind,rank);
                    661:        MKVECT(cind,t);
                    662:        for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    663:                STOQ(ri[i],q);
                    664:                BDY(rind)[i] = (pointer)q;
                    665:        }
                    666:        for ( i = 0; i < t; i++ ) {
                    667:                STOQ(ci[i],q);
                    668:                BDY(cind)[i] = (pointer)q;
                    669:        }
                    670:        n0 = mknode(4,nm,dn,rind,cind);
                    671:        MKLIST(*rp,n0);
1.1       noro      672: }
                    673:
                    674: /*
                    675:        input : a row x col matrix A
                    676:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    677:
                    678:        output : [B,R,C]
                    679:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    680:                R : a vector of length rank(A)
                    681:                C : a vector of length col-rank(A)
                    682:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    683: */
                    684:
1.24      noro      685: void Pgeneric_gauss_elim_mod(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      686: {
                    687:        NODE n0;
                    688:        MAT m,mat;
                    689:        VECT rind,cind;
                    690:        Q **tmat;
                    691:        int **wmat;
                    692:        Q *rib,*cib;
                    693:        int *colstat;
                    694:        Q q;
1.24      noro      695:        int md,i,j,k,l,row,col,t,rank;
1.1       noro      696:
                    697:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    698:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    699:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    700:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    701:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    702:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    703:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    704:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    705:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    706:                                t = rem(NM(q),md);
                    707:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    708:                                        t = (md - t) % md;
                    709:                                wmat[i][j] = t;
                    710:                        } else
                    711:                                wmat[i][j] = 0;
                    712:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    713:
                    714:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    715:        tmat = (Q **)mat->body;
                    716:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    717:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    718:                        if ( !colstat[j] ) {
                    719:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    720:                        }
                    721:
                    722:        MKVECT(rind,rank);
                    723:        MKVECT(cind,col-rank);
                    724:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    725:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    726:                if ( colstat[j] ) {
                    727:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    728:                } else {
                    729:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    730:                }
                    731:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    732:        MKLIST(*rp,n0);
                    733: }
                    734:
1.24      noro      735: void Pleqm(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      736: {
                    737:        MAT m;
                    738:        VECT vect;
                    739:        pointer **mat;
                    740:        Q *v;
                    741:        Q q;
                    742:        int **wmat;
                    743:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    744:
                    745:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    746:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    747:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    748:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    749:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    750:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    751:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    752:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    753:                                t = rem(NM(q),md);
                    754:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    755:                                        t = (md - t) % md;
                    756:                                wmat[i][j] = t;
                    757:                        } else
                    758:                                wmat[i][j] = 0;
                    759:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    760:        if ( status < 0 )
                    761:                *rp = 0;
                    762:        else if ( status > 0 )
                    763:                *rp = (VECT)ONE;
                    764:        else {
                    765:                n = col - 1;
                    766:                MKVECT(vect,n);
                    767:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    768:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    769:                }
                    770:                *rp = vect;
                    771:        }
                    772: }
                    773:
1.24      noro      774: int gauss_elim_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro      775: {
                    776:        int i,j,k,inv,a,n;
                    777:        int *t,*pivot;
                    778:
                    779:        n = col - 1;
                    780:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    781:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    782:                if ( i == row )
                    783:                        return 1;
                    784:                if ( i != j ) {
                    785:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    786:                }
                    787:                pivot = mat[j];
                    788:                inv = invm(pivot[j],md);
                    789:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    790: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    791:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    792:                }
                    793:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    794:                        t = mat[i];
                    795:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    796:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro      797:                                        unsigned int tk;
1.1       noro      798: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro      799:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                    800:                                        t[k] = tk;
1.1       noro      801:                                }
                    802:                }
                    803:        }
                    804:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    805:        if ( i == row )
                    806:                return 0;
                    807:        else
                    808:                return -1;
                    809: }
                    810:
1.4       noro      811: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      812:
1.24      noro      813: int generic_gauss_elim(MAT mat,MAT *nm,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.1       noro      814: {
                    815:        int **wmat;
                    816:        Q **bmat;
                    817:        N **tmat;
                    818:        Q *bmi;
                    819:        N *tmi;
                    820:        Q q;
                    821:        int *wmi;
                    822:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    823:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    824:        N m1,m2,m3,s,u;
                    825:        MAT r,crmat;
                    826:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    827:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    828:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    829:        int ret;
                    830:
                    831:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    832:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    833:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    834:        bmat = (Q **)mat->body;
                    835:        row = mat->row; col = mat->col;
                    836:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    837:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    838:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    839:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.11      noro      840:                if ( DP_Print ) {
1.2       noro      841:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    842:                }
1.12      noro      843:                md = get_lprime(ind);
1.1       noro      844:                get_eg(&tmp0);
                    845:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    846:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    847:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    848:                                        t = rem(NM(q),md);
                    849:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    850:                                                t = (md - t) % md;
                    851:                                        wmi[j] = t;
                    852:                                } else
                    853:                                        wmi[j] = 0;
                    854:                get_eg(&tmp1);
                    855:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                    856:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                    857:                get_eg(&tmp0);
                    858:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    859:                get_eg(&tmp1);
                    860:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                    861:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                    862:                if ( !ind ) {
                    863: RESET:
                    864:                        UTON(md,m1);
                    865:                        rank0 = rank;
                    866:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    867:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    868:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    869:                        tmat = (N **)crmat->body;
                    870:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    871:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    872:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    873:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                    874:                                        }
                    875:                } else {
                    876:                        if ( rank < rank0 ) {
1.11      noro      877:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro      878:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro      879:                                        fflush(asir_out);
                    880:                                }
1.1       noro      881:                                continue;
                    882:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.11      noro      883:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro      884:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro      885:                                        fflush(asir_out);
                    886:                                }
1.1       noro      887:                                goto RESET;
                    888:                        } else {
                    889:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    890:                                if ( j < col ) {
1.11      noro      891:                                        if ( DP_Print ) {
1.1       noro      892:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro      893:                                                fflush(asir_out);
                    894:                                        }
1.1       noro      895:                                        goto RESET;
                    896:                                }
                    897:                        }
                    898:
                    899:                        get_eg(&tmp0);
                    900:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                    901:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                    902:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    903:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    904:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    905:                                                if ( tmi[k] ) {
                    906:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    907:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                    908:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                    909:                                                                t = wmi[j]-t;
                    910:                                                        else
                    911:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                    912:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    913:                                                        UTON(t1,u);
                    914:                                                        muln(m1,u,&s);
                    915:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    916:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                    917:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    918:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    919:                                                        UTON(t,u);
                    920:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    921:                                                }
                    922:                                                k++;
                    923:                                        }
                    924:                        m1 = m3;
                    925:                        get_eg(&tmp1);
                    926:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                    927:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                    928:
                    929:                        get_eg(&tmp0);
1.13      noro      930:                        if ( ind % 16 )
                    931:                                ret = 0;
                    932:                        else
                    933:                                ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
1.1       noro      934:                        get_eg(&tmp1);
                    935:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                    936:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                    937:                        if ( ret ) {
                    938:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    939:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    940:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    941:                                        if ( colstat[j] )
                    942:                                                rind[k++] = j;
                    943:                                        else
                    944:                                                cind[l++] = j;
                    945:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro      946:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                    947:                                        get_eg(&tmp1);
                    948:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                    949:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
1.11      noro      950:                                        if ( DP_Print ) {
1.3       noro      951:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                    952:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                    953:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                    954:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                    955:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                    956:                                                fflush(asir_out);
                    957:                                        }
                    958:                                        return rank;
                    959:                                }
                    960:                        }
                    961:                }
                    962:        }
                    963: }
                    964:
1.24      noro      965: int generic_gauss_elim_hensel(MAT mat,MAT *nmmat,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.3       noro      966: {
                    967:        MAT bmat,xmat;
                    968:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                    969:        Q *ai,*bi,*xi;
                    970:        int row,col;
                    971:        int **w;
                    972:        int *wi;
                    973:        int **wc;
                    974:        Q mdq,q,s,u;
                    975:        N tn;
                    976:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                    977:        unsigned int t;
                    978:        int *cinfo,*rinfo;
                    979:        int *rind,*cind;
                    980:        int count;
                    981:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                    982:
                    983:        a0 = (Q **)mat->body;
                    984:        row = mat->row; col = mat->col;
                    985:        w = (int **)almat(row,col);
                    986:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.12      noro      987:                md = get_lprime(ind);
1.3       noro      988:                STOQ(md,mdq);
                    989:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    990:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                    991:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                    992:                                        t = rem(NM(q),md);
                    993:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    994:                                                t = (md - t) % md;
                    995:                                        wi[j] = t;
                    996:                                } else
                    997:                                        wi[j] = 0;
                    998:
1.27    ! noro      999:                rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
1.3       noro     1000:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1001:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1002:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1003:                        if ( cinfo[j] ) {
                   1004:                                /* the column is in lhs */
                   1005:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1006:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1007:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1008:                                }
                   1009:                                li++;
                   1010:                        } else {
                   1011:                                /* the column is in rhs */
                   1012:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1013:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1014:                                ri++;
                   1015:                        }
                   1016:
                   1017:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1018:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1019:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1020:                        /* use the right part of w as work area */
                   1021:                        /* ri = col - rank */
                   1022:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1023:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1024:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1025:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1026:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1027:
                   1028:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                   1029:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                   1030:                                fprintf(stderr,".");
                   1031:                                /* wc = -b mod md */
                   1032:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1033:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1034:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1035:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1036:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1037:                                                                t = (md - t) % md;
                   1038:                                                        wi[j] = t;
                   1039:                                                } else
                   1040:                                                        wi[j] = 0;
                   1041:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                   1042:                                get_eg(&tmp0);
                   1043:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro     1044:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro     1045:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1046:                                /* x = x-q*wc */
                   1047:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1048:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1049:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                   1050:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                   1051:                                        }
                   1052:                                get_eg(&tmp0);
                   1053:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1054:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1055:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1056:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1057:                                                if ( s ) {
                   1058:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1059:                                                        if ( t )
                   1060:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1061:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1062:                                                } else
                   1063:                                                        b[i][j] = 0;
                   1064:                                        }
                   1065:                                get_eg(&tmp1);
                   1066:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1067:                                /* q = q*md */
                   1068:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
1.13      noro     1069:                                if ( !(count % 16) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
1.3       noro     1070:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1071:                                                if ( cinfo[j] )
                   1072:                                                        rind[k++] = j;
                   1073:                                                else
                   1074:                                                        cind[l++] = j;
                   1075:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                   1076:                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1077:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1078:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1079:                                                fflush(asir_out);
                   1080:                                                return rank;
                   1081:                                        }
1.1       noro     1082:                                }
                   1083:                        }
                   1084:        }
                   1085: }
                   1086:
                   1087: int f4_nocheck;
                   1088:
1.24      noro     1089: int gensolve_check(MAT mat,MAT nm,Q dn,int *rind,int *cind)
1.1       noro     1090: {
                   1091:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
1.24      noro     1092:        Q s,t;
1.1       noro     1093:        Q *w;
                   1094:        Q *mati,*nmk;
                   1095:
                   1096:        if ( f4_nocheck )
                   1097:                return 1;
                   1098:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1099:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1100:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1101:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1102:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1103: #if 1
                   1104:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1105:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1106:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1107:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1108:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1109:                        }
                   1110:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1111:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1112:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1113:                                break;
                   1114:                }
                   1115: #else
                   1116:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1117:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1118:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1119:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1120:                        }
                   1121:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1122:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1123:                                break;
                   1124:                }
                   1125: #endif
                   1126:                if ( j != clen )
                   1127:                        break;
                   1128:        }
                   1129:        if ( i != row )
                   1130:                return 0;
                   1131:        else
                   1132:                return 1;
                   1133: }
                   1134:
                   1135: /* assuming 0 < c < m */
                   1136:
1.24      noro     1137: int inttorat(N c,N m,N b,int *sgnp,N *nmp,N *dnp)
1.1       noro     1138: {
1.24      noro     1139:        Q qq,t,u1,v1,r1;
                   1140:        N q,u2,v2,r2;
1.1       noro     1141:
                   1142:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1143:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1144:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1145:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1146:        }
                   1147:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1148:                return 0;
                   1149:        else {
                   1150:                *nmp = v2;
                   1151:                *dnp = NM(v1);
                   1152:                *sgnp = SGN(v1);
                   1153:                return 1;
                   1154:        }
                   1155: }
                   1156:
                   1157: /* mat->body = N ** */
                   1158:
1.24      noro     1159: int intmtoratm(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.1       noro     1160: {
                   1161:        N t,s,b;
1.24      noro     1162:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.1       noro     1163:        int i,j,k,l,row,col;
                   1164:        Q **rmat;
                   1165:        N **tmat;
                   1166:        N *tmi;
                   1167:        Q *nmk;
                   1168:        N u,unm,udn;
                   1169:        int sgn,ret;
                   1170:
1.3       noro     1171:        if ( UNIN(md) )
                   1172:                return 0;
1.1       noro     1173:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1174:        bshiftn(md,1,&t);
                   1175:        isqrt(t,&s);
                   1176:        bshiftn(s,64,&b);
                   1177:        if ( !b )
                   1178:                b = ONEN;
                   1179:        dn0 = ONE;
                   1180:        tmat = (N **)mat->body;
                   1181:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1182:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1183:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1184:                        if ( tmi[j] ) {
                   1185:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1186:                                remn(s,md,&u);
                   1187:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1188:                                if ( !ret )
                   1189:                                        return 0;
                   1190:                                else {
                   1191:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1192:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1193:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1194:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1195:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1196:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1197:                                                        }
                   1198:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1199:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1200:                                                }
                   1201:                                        }
                   1202:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1203:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1204:                                }
                   1205:                        }
                   1206:        *dn = dn0;
                   1207:        return 1;
                   1208: }
                   1209:
1.3       noro     1210: /* mat->body = Q ** */
                   1211:
1.24      noro     1212: int intmtoratm_q(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.3       noro     1213: {
                   1214:        N t,s,b;
1.24      noro     1215:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.3       noro     1216:        int i,j,k,l,row,col;
                   1217:        Q **rmat;
                   1218:        Q **tmat;
                   1219:        Q *tmi;
                   1220:        Q *nmk;
                   1221:        N u,unm,udn;
                   1222:        int sgn,ret;
                   1223:
                   1224:        if ( UNIN(md) )
                   1225:                return 0;
                   1226:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1227:        bshiftn(md,1,&t);
                   1228:        isqrt(t,&s);
                   1229:        bshiftn(s,64,&b);
                   1230:        if ( !b )
                   1231:                b = ONEN;
                   1232:        dn0 = ONE;
                   1233:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1234:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1235:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1236:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1237:                        if ( tmi[j] ) {
                   1238:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1239:                                remn(s,md,&u);
                   1240:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1241:                                if ( !ret )
                   1242:                                        return 0;
                   1243:                                else {
                   1244:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1245:                                                sgn = -sgn;
                   1246:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1247:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1248:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1249:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1250:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1251:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1252:                                                        }
                   1253:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1254:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1255:                                                }
                   1256:                                        }
                   1257:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1258:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1259:                                }
                   1260:                        }
                   1261:        *dn = dn0;
                   1262:        return 1;
                   1263: }
                   1264:
1.4       noro     1265: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1266:
1.24      noro     1267: void reduce_reducers_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.4       noro     1268: {
                   1269:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1270:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1271:
                   1272:        /* reduce the reducers */
                   1273:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1274:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1275:                t = mat[i];
                   1276:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1277:                /* register the position of the head term */
                   1278:                ind[i] = j;
                   1279:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1280:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1281:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1282:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1283:                                j = ind[l];
                   1284:                                s = mat[l]+j;
                   1285:                                tj = t+j;
                   1286:                                hc = md-hc;
                   1287:                                k = col-j;
                   1288:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1289:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1290:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1291:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1292:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1293:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1294:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1295:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1296:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1297:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1298:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1299:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1300:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1301:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1302:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1303:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1304:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1305:                                }
1.16      noro     1306:                                for ( ; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1307:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1308:                                }
                   1309:                        }
                   1310:                }
                   1311:        }
                   1312: }
                   1313:
                   1314: /*
                   1315:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1316:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1317:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1318:        1. reduce the reducers
                   1319:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1320: */
                   1321:
1.24      noro     1322: void pre_reduce_mod(int **mat,int row,int col,int nred,int md)
1.4       noro     1323: {
                   1324:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1325:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1326:
                   1327: #if 1
                   1328:        /* reduce the reducers */
                   1329:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1330:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1331:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1332:                t = mat[i];
                   1333:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1334:                /* register the position of the head term */
                   1335:                ind[i] = j;
                   1336:                inv = invm(t[j],md);
                   1337:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1338:                        if ( t[k] )
                   1339:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1340:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1341:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1342:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1343:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1344:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1345:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1346:                                        if ( *s )
                   1347:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1348:                        }
                   1349:                }
                   1350:        }
                   1351:        /* reduce the spolys */
                   1352:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   1353:                t = mat[i];
                   1354:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   1355:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1356:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1357:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1358:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1359:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1360:                                        if ( *s )
                   1361:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1362:                        }
                   1363:                }
                   1364:        }
                   1365: #endif
                   1366: }
                   1367: /*
                   1368:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1369:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1370: */
                   1371:
1.24      noro     1372: void reduce_sp_by_red_mod(int *sp,int **redmat,int *ind,int nred,int col,int md)
1.4       noro     1373: {
                   1374:        int i,j,k,hc,zzz;
1.24      noro     1375:        int *s,*tj;
1.4       noro     1376:
                   1377:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1378:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1379:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   1380:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   1381:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1382:                        j = ind[i];
                   1383:                        hc = md-hc;
                   1384:                        s = redmat[i]+j;
                   1385:                        tj = sp+j;
1.16      noro     1386:                        for ( k = col-j; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1387:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
1.15      noro     1388:                        }
                   1389:                }
1.17      noro     1390:        }
                   1391: }
                   1392:
                   1393: /*
1.15      noro     1394:        mat[i] : compressed reducers (i=0,...,nred-1)
                   1395:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1396: */
                   1397:
1.24      noro     1398: void red_by_compress(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,
                   1399:        unsigned int *ri,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     1400: {
1.19      noro     1401:        unsigned int up,lo;
1.18      noro     1402:        unsigned int dmy;
                   1403:        unsigned int *pj;
                   1404:
1.21      noro     1405:        p[*ri] = 0; r++; ri++;
                   1406:        for ( len--; len; len--, r++, ri++ ) {
                   1407:                pj = p+ *ri;
                   1408:                DMA(*r,hc,*pj,up,lo);
1.18      noro     1409:                if ( up ) {
                   1410:                        DSAB(m,up,lo,dmy,*pj);
                   1411:                } else
                   1412:                        *pj = lo;
                   1413:        }
                   1414: }
                   1415:
                   1416: /* p -= hc*r */
                   1417:
1.24      noro     1418: void red_by_vect(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     1419: {
                   1420:        register unsigned int up,lo;
                   1421:        unsigned int dmy;
                   1422:
                   1423:        *p++ = 0; r++; len--;
                   1424:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   1425:                if ( *r ) {
1.20      noro     1426:                        DMA(*r,hc,*p,up,lo);
1.18      noro     1427:                        if ( up ) {
                   1428:                                DSAB(m,up,lo,dmy,*p);
                   1429:                        } else
                   1430:                                *p = lo;
                   1431:                }
                   1432: }
                   1433:
1.21      noro     1434: extern unsigned int **psca;
                   1435:
1.24      noro     1436: void reduce_sp_by_red_mod_compress (int *sp,CDP *redmat,int *ind,
                   1437:        int nred,int col,int md)
1.15      noro     1438: {
1.24      noro     1439:        int i,len;
1.15      noro     1440:        CDP ri;
1.24      noro     1441:        unsigned int hc;
1.18      noro     1442:        unsigned int *usp;
1.15      noro     1443:
1.18      noro     1444:        usp = (unsigned int *)sp;
1.15      noro     1445:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1446:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1447:                /* reduce sp by redmat[i] */
1.18      noro     1448:                usp[ind[i]] %= md;
                   1449:                if ( hc = usp[ind[i]] ) {
1.15      noro     1450:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1451:                        hc = md-hc;
                   1452:                        ri = redmat[i];
                   1453:                        len = ri->len;
1.21      noro     1454:                        red_by_compress(md,usp,psca[ri->psindex],ri->body,hc,len);
1.4       noro     1455:                }
                   1456:        }
1.18      noro     1457:        for ( i = 0; i < col; i++ )
1.24      noro     1458:                if ( usp[i] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1459:                        usp[i] %= md;
1.4       noro     1460: }
                   1461:
                   1462: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1463:
1.24      noro     1464: int generic_gauss_elim_mod(int **mat0,int row,int col,int md,int *colstat)
1.1       noro     1465: {
1.24      noro     1466:        int i,j,k,l,inv,a,rank;
                   1467:        unsigned int *t,*pivot,*pk;
1.18      noro     1468:        unsigned int **mat;
1.1       noro     1469:
1.18      noro     1470:        mat = (unsigned int **)mat0;
1.1       noro     1471:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
1.18      noro     1472:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1473:                        mat[i][j] %= md;
                   1474:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1475:                        if ( mat[i][j] )
                   1476:                                break;
1.1       noro     1477:                if ( i == row ) {
                   1478:                        colstat[j] = 0;
                   1479:                        continue;
                   1480:                } else
                   1481:                        colstat[j] = 1;
                   1482:                if ( i != rank ) {
                   1483:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1484:                }
                   1485:                pivot = mat[rank];
                   1486:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     1487:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   1488:                        if ( *pk ) {
1.24      noro     1489:                                if ( *pk >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1490:                                        *pk %= md;
1.4       noro     1491:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1492:                        }
                   1493:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1494:                        t = mat[i];
1.18      noro     1495:                        if ( a = t[j] )
                   1496:                                red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1497:                }
                   1498:                rank++;
                   1499:        }
                   1500:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1501:                if ( colstat[j] ) {
                   1502:                        pivot = mat[l];
                   1503:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1504:                                t = mat[i];
1.18      noro     1505:                                t[j] %= md;
                   1506:                                if ( a = t[j] )
                   1507:                                        red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1508:                        }
                   1509:                        l--;
1.18      noro     1510:                }
                   1511:        for ( j = 0, l = 0; l < rank; j++ )
                   1512:                if ( colstat[j] ) {
                   1513:                        t = mat[l];
                   1514:                        for ( k = j; k < col; k++ )
1.24      noro     1515:                                if ( t[k] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1516:                                        t[k] %= md;
                   1517:                        l++;
1.1       noro     1518:                }
                   1519:        return rank;
                   1520: }
                   1521:
                   1522: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1523:
1.24      noro     1524: int lu_gfmmat(GFMMAT mat,unsigned int md,int *perm)
1.1       noro     1525: {
                   1526:        int row,col;
1.24      noro     1527:        int i,j,k;
1.1       noro     1528:        unsigned int *t,*pivot;
                   1529:        unsigned int **a;
                   1530:        unsigned int inv,m;
                   1531:
                   1532:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1533:        a = mat->body;
                   1534:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1535:
                   1536:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1537:                perm[i] = i;
                   1538:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1539:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1540:                if ( i == row )
                   1541:                        return 0;
                   1542:                if ( i != k ) {
                   1543:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1544:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1545:                }
                   1546:                pivot = a[k];
                   1547:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1548:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1549:                        t = a[i];
                   1550:                        if ( m = t[k] ) {
                   1551:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1552:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1553:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1554:                                                unsigned int tj;
                   1555:
                   1556:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1557:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     1558:                                        }
                   1559:                        }
                   1560:                }
                   1561:        }
                   1562:        return 1;
                   1563: }
                   1564:
1.3       noro     1565: /*
                   1566:  Input
                   1567:        a: a row x col matrix
                   1568:        md : a modulus
                   1569:
                   1570:  Output:
                   1571:        return : d = the rank of mat
                   1572:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1573:        rinfo: array of length row
                   1574:        cinfo: array of length col
                   1575:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1576:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1577: */
                   1578:
1.24      noro     1579: int find_lhs_and_lu_mod(unsigned int **a,int row,int col,
                   1580:        unsigned int md,int **rinfo,int **cinfo)
1.3       noro     1581: {
1.24      noro     1582:        int i,j,k,d;
1.3       noro     1583:        int *rp,*cp;
                   1584:        unsigned int *t,*pivot;
                   1585:        unsigned int inv,m;
                   1586:
                   1587:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1588:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1589:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1590:                rp[i] = i;
                   1591:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1592:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1593:                if ( i == row ) {
                   1594:                        cp[k] = 0;
                   1595:                        continue;
                   1596:                } else
                   1597:                        cp[k] = 1;
                   1598:                if ( i != d ) {
                   1599:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1600:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1601:                }
                   1602:                pivot = a[d];
                   1603:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1604:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1605:                        t = a[i];
                   1606:                        if ( m = t[k] ) {
                   1607:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1608:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1609:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1610:                                                unsigned int tj;
                   1611:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1612:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     1613:                                        }
                   1614:                        }
                   1615:                }
                   1616:                d++;
                   1617:        }
                   1618:        return d;
                   1619: }
                   1620:
                   1621: /*
                   1622:   Input
                   1623:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1624:        md : modulus
                   1625:        b : n x l matrix
                   1626:  Output
                   1627:        b = a^(-1)b
                   1628:  */
                   1629:
1.24      noro     1630: void solve_by_lu_mod(int **a,int n,int md,int **b,int l)
1.3       noro     1631: {
                   1632:        unsigned int *y,*c;
                   1633:        int i,j,k;
                   1634:        unsigned int t,m,m2;
                   1635:
                   1636:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1637:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1638:        m2 = md>>1;
                   1639:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1640:                /* copy b[.][k] to c */
                   1641:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1642:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1643:                /* solve Ly=c */
                   1644:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1645:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1646:                                if ( a[i][j] ) {
                   1647:                                        m = md - a[i][j];
                   1648:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1649:                                }
                   1650:                        y[i] = t;
                   1651:                }
                   1652:                /* solve Uc=y */
                   1653:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1654:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1655:                                if ( a[i][j] ) {
                   1656:                                        m = md - a[i][j];
                   1657:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1658:                                }
                   1659:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1660:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1661:                }
                   1662:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1663:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1664:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1665:        }
                   1666: }
                   1667:
1.24      noro     1668: void Pleqm1(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1669: {
                   1670:        MAT m;
                   1671:        VECT vect;
                   1672:        pointer **mat;
                   1673:        Q *v;
                   1674:        Q q;
                   1675:        int **wmat;
                   1676:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1677:
                   1678:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1679:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1680:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1681:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1682:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1683:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1684:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1685:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1686:                                t = rem(NM(q),md);
                   1687:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1688:                                        t = (md - t) % md;
                   1689:                                wmat[i][j] = t;
                   1690:                        } else
                   1691:                                wmat[i][j] = 0;
                   1692:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1693:        if ( status < 0 )
                   1694:                *rp = 0;
                   1695:        else if ( status > 0 )
                   1696:                *rp = (VECT)ONE;
                   1697:        else {
                   1698:                n = col - 1;
                   1699:                MKVECT(vect,n);
                   1700:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1701:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1702:                }
                   1703:                *rp = vect;
                   1704:        }
                   1705: }
                   1706:
1.24      noro     1707: int gauss_elim_mod1(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1708: {
                   1709:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1710:        int *t,*pivot;
                   1711:
                   1712:        n = col - 1;
                   1713:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1714:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1715:                if ( i == row )
                   1716:                        return 1;
                   1717:                if ( i != j ) {
                   1718:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1719:                }
                   1720:                pivot = mat[j];
                   1721:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1722:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1723:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1724:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1725:                        t = mat[i];
                   1726:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1727:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1728:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1729:                }
                   1730:        }
                   1731:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1732:        if ( i == row ) {
                   1733:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1734:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1735:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1736:                                mat[i][j] = 0;
                   1737:                        }
                   1738:                }
                   1739:                return 0;
                   1740:        } else
                   1741:                return -1;
                   1742: }
                   1743:
1.24      noro     1744: void Pgeninvm(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     1745: {
                   1746:        MAT m;
                   1747:        pointer **mat;
                   1748:        Q **tmat;
                   1749:        Q q;
                   1750:        unsigned int **wmat;
                   1751:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1752:        MAT mat1,mat2;
                   1753:        NODE node1,node2;
                   1754:
                   1755:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1756:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1757:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1758:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1759:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1760:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1761:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1762:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1763:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1764:                                t = rem(NM(q),md);
                   1765:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1766:                                        t = (md - t) % md;
                   1767:                                wmat[i][j] = t;
                   1768:                        }
                   1769:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1770:        }
                   1771:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1772:        if ( status > 0 )
                   1773:                *rp = 0;
                   1774:        else {
                   1775:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1776:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1777:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     1778:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
1.1       noro     1779:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1780:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     1781:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
1.1       noro     1782:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1783:        }
                   1784: }
                   1785:
1.24      noro     1786: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1787: {
                   1788:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1789:        unsigned int *t,*pivot;
                   1790:
                   1791:        n = col; m = row+col;
                   1792:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1793:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1794:                if ( i == row )
                   1795:                        return 1;
                   1796:                if ( i != j ) {
                   1797:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1798:                }
                   1799:                pivot = mat[j];
                   1800:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1801:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1802:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1803:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1804:                        t = mat[i];
                   1805:                        if ( a = t[j] )
                   1806:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1807:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1808:                }
                   1809:        }
                   1810:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1811:                pivot = mat[j];
                   1812:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1813:                        t = mat[i];
                   1814:                        if ( a = t[j] )
                   1815:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1816:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1817:                }
                   1818:        }
                   1819:        return 0;
                   1820: }
                   1821:
1.24      noro     1822: void Psolve_by_lu_gfmmat(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1823: {
                   1824:        GFMMAT lu;
                   1825:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1826:        int n,i;
                   1827:        unsigned int md;
                   1828:        unsigned int *b,*sol;
                   1829:        VECT r;
                   1830:
                   1831:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1832:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1833:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1834:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1835:        n = lu->col;
                   1836:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1837:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1838:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1839:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1840:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1841:        MKVECT(r,n);
                   1842:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
1.24      noro     1843:                        UTOQ(sol[i],v[i]);
1.1       noro     1844:        *rp = r;
                   1845: }
                   1846:
1.24      noro     1847: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT lu,unsigned int md,
                   1848:        unsigned int *b,unsigned int *x)
1.1       noro     1849: {
                   1850:        int n;
                   1851:        unsigned int **a;
                   1852:        unsigned int *y;
                   1853:        int i,j;
                   1854:        unsigned int t,m;
                   1855:
                   1856:        n = lu->col;
                   1857:        a = lu->body;
                   1858:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1859:        /* solve Ly=b */
                   1860:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1861:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1862:                        if ( a[i][j] ) {
                   1863:                                m = md - a[i][j];
                   1864:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1865:                        }
                   1866:                y[i] = t;
                   1867:        }
                   1868:        /* solve Ux=y */
                   1869:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1870:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1871:                        if ( a[i][j] ) {
                   1872:                                m = md - a[i][j];
                   1873:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   1874:                        }
                   1875:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1876:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   1877:        }
                   1878: }
                   1879:
1.24      noro     1880: void Plu_gfmmat(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     1881: {
                   1882:        MAT m;
                   1883:        GFMMAT mm;
                   1884:        unsigned int md;
                   1885:        int i,row,col,status;
                   1886:        int *iperm;
                   1887:        Q *v;
                   1888:        VECT perm;
                   1889:        NODE n0;
                   1890:
                   1891:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1892:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1893:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1894:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   1895:        row = m->row;
                   1896:        col = m->col;
                   1897:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1898:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   1899:        if ( !status )
                   1900:                n0 = 0;
                   1901:        else {
                   1902:                MKVECT(perm,row);
                   1903:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   1904:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   1905:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   1906:        }
                   1907:        MKLIST(*rp,n0);
                   1908: }
                   1909:
1.24      noro     1910: void Pmat_to_gfmmat(NODE arg,GFMMAT *rp)
1.1       noro     1911: {
                   1912:        MAT m;
                   1913:        unsigned int md;
                   1914:
                   1915:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1916:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1917:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1918:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   1919: }
                   1920:
1.24      noro     1921: void mat_to_gfmmat(MAT m,unsigned int md,GFMMAT *rp)
1.1       noro     1922: {
                   1923:        unsigned int **wmat;
                   1924:        unsigned int t;
                   1925:        Q **mat;
                   1926:        Q q;
                   1927:        int i,j,row,col;
                   1928:
                   1929:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   1930:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   1931:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1932:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   1933:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1934:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   1935:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1936:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1937:                                        t = (md - t) % md;
                   1938:                                wmat[i][j] = t;
                   1939:                        }
                   1940:        }
                   1941:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   1942: }
                   1943:
1.27    ! noro     1944: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
        !          1945: NODE arg;
        !          1946: LIST *rp;
1.1       noro     1947: {
                   1948:        MAT m;
                   1949:        pointer **mat;
                   1950:        Q **tmat;
                   1951:        Q *tvect;
                   1952:        Q q;
                   1953:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   1954:        int *index;
                   1955:        unsigned int t,md;
                   1956:        int i,j,row,col,status;
                   1957:        MAT mat1;
                   1958:        VECT vect1;
                   1959:        NODE node1,node2;
                   1960:
                   1961:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   1962:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   1963:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1964:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1965:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1966:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1967:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1968:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1969:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1970:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1971:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1972:                                        t = (md - t) % md;
                   1973:                                wmat[i][j] = t;
                   1974:                        }
                   1975:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1976:        }
                   1977:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   1978:        if ( status > 0 )
                   1979:                *rp = 0;
                   1980:        else {
                   1981:                MKMAT(mat1,col,col);
                   1982:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1983:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1984:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   1985:                MKVECT(vect1,row);
                   1986:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   1987:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   1988:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1989:        }
                   1990: }
                   1991:
1.27    ! noro     1992: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
        !          1993: unsigned int **mat;
        !          1994: int row,col;
        !          1995: unsigned int md;
        !          1996: unsigned int ***invmatp;
        !          1997: int **indexp;
1.1       noro     1998: {
                   1999:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2000:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   2001:        int *index;
                   2002:        unsigned int **invmat;
                   2003:
                   2004:        n = col; m = row+col;
                   2005:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2006:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2007:                index[i] = i;
                   2008:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2009:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2010:                if ( i == row ) {
                   2011:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2012:                }
                   2013:                if ( i != j ) {
                   2014:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2015:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2016:                }
                   2017:                pivot = mat[j];
                   2018:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   2019:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2020:                        if ( pivot[k] )
                   2021:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2022:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2023:                        t = mat[i];
                   2024:                        if ( a = t[j] )
                   2025:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2026:                                        if ( pivot[k] )
                   2027:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2028:                }
                   2029:        }
                   2030:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2031:                pivot = mat[j];
                   2032:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2033:                        t = mat[i];
                   2034:                        if ( a = t[j] )
                   2035:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2036:                                        if ( pivot[k] )
                   2037:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2038:                }
                   2039:        }
                   2040:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
1.27    ! noro     2041:        for ( i = 0; i < col; i++ )
        !          2042:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
        !          2043:                        s[j] = t[col+index[j]];
        !          2044:        return 0;
        !          2045: }
        !          2046:
        !          2047: void Pgeninv_sf_swap(NODE arg,LIST *rp)
        !          2048: {
        !          2049:        MAT m;
        !          2050:        GFS **mat,**tmat;
        !          2051:        Q *tvect;
        !          2052:        GFS q;
        !          2053:        int **wmat,**invmat;
        !          2054:        int *index;
        !          2055:        unsigned int t;
        !          2056:        int i,j,row,col,status;
        !          2057:        MAT mat1;
        !          2058:        VECT vect1;
        !          2059:        NODE node1,node2;
        !          2060:
        !          2061:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninv_sf_swap");
        !          2062:        m = (MAT)ARG0(arg);
        !          2063:        row = m->row; col = m->col; mat = (GFS **)m->body;
        !          2064:        wmat = (int **)almat(row,col+row);
        !          2065:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
        !          2066:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
        !          2067:                for ( j = 0; j < col; j++ )
        !          2068:                        if ( q = (GFS)mat[i][j] )
        !          2069:                                wmat[i][j] = FTOIF(CONT(q));
        !          2070:                wmat[i][col+i] = _onesf();
        !          2071:        }
        !          2072:        status = gauss_elim_geninv_sf_swap(wmat,row,col,&invmat,&index);
        !          2073:        if ( status > 0 )
        !          2074:                *rp = 0;
        !          2075:        else {
        !          2076:                MKMAT(mat1,col,col);
        !          2077:                for ( i = 0, tmat = (GFS **)mat1->body; i < col; i++ )
        !          2078:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
        !          2079:                                if ( t = invmat[i][j] ) {
        !          2080:                                        MKGFS(IFTOF(t),tmat[i][j]);
        !          2081:                                }
        !          2082:                MKVECT(vect1,row);
        !          2083:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
        !          2084:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
        !          2085:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
        !          2086:        }
        !          2087: }
        !          2088:
        !          2089: int gauss_elim_geninv_sf_swap(int **mat,int row,int col,
        !          2090:        int ***invmatp,int **indexp)
        !          2091: {
        !          2092:        int i,j,k,inv,a,n,m,u;
        !          2093:        int *t,*pivot,*s;
        !          2094:        int *index;
        !          2095:        int **invmat;
        !          2096:
        !          2097:        n = col; m = row+col;
        !          2098:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
        !          2099:        for ( i = 0; i < row; i++ )
        !          2100:                index[i] = i;
        !          2101:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
        !          2102:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
        !          2103:                if ( i == row ) {
        !          2104:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
        !          2105:                }
        !          2106:                if ( i != j ) {
        !          2107:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
        !          2108:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
        !          2109:                }
        !          2110:                pivot = mat[j];
        !          2111:                inv = _invsf(pivot[j]);
        !          2112:                for ( k = j; k < m; k++ )
        !          2113:                        if ( pivot[k] )
        !          2114:                                pivot[k] = _mulsf(pivot[k],inv);
        !          2115:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
        !          2116:                        t = mat[i];
        !          2117:                        if ( a = t[j] )
        !          2118:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
        !          2119:                                        if ( pivot[k] ) {
        !          2120:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
        !          2121:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
        !          2122:                                        }
        !          2123:                }
        !          2124:        }
        !          2125:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
        !          2126:                pivot = mat[j];
        !          2127:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
        !          2128:                        t = mat[i];
        !          2129:                        if ( a = t[j] )
        !          2130:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
        !          2131:                                        if ( pivot[k] ) {
        !          2132:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
        !          2133:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
        !          2134:                                        }
        !          2135:                }
        !          2136:        }
        !          2137:        *invmatp = invmat = (int **)almat(col,col);
1.1       noro     2138:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2139:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2140:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2141:        return 0;
                   2142: }
                   2143:
                   2144: void _addn(N,N,N);
                   2145: int _subn(N,N,N);
                   2146: void _muln(N,N,N);
                   2147:
1.24      noro     2148: void inner_product_int(Q *a,Q *b,int n,Q *r)
1.1       noro     2149: {
                   2150:        int la,lb,i;
                   2151:        int sgn,sgn1;
                   2152:        N wm,wma,sum,t;
                   2153:
                   2154:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2155:                if ( a[i] )
                   2156:                        if ( DN(a[i]) )
                   2157:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2158:                        else
                   2159:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2160:                if ( b[i] )
                   2161:                        if ( DN(b[i]) )
                   2162:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2163:                        else
                   2164:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2165:        }
                   2166:        sgn = 0;
                   2167:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2168:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2169:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2170:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2171:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2172:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2173:                        continue;
                   2174:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2175:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2176:                if ( !sgn ) {
                   2177:                        sgn = sgn1;
                   2178:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2179:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2180:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2181:                        if ( !PL(wma) )
                   2182:                                sgn = 0;
                   2183:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2184:                } else {
                   2185:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2186:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2187:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2188:                }
                   2189:        }
                   2190:        GC_free(wm);
                   2191:        GC_free(wma);
                   2192:        if ( !sgn ) {
                   2193:                GC_free(sum);
                   2194:                *r = 0;
                   2195:        } else
                   2196:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2197: }
                   2198:
1.3       noro     2199: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2200:
1.24      noro     2201: void inner_product_mat_int_mod(Q **a,int **b,int n,int k,int l,Q *r)
1.3       noro     2202: {
                   2203:        int la,lb,i;
                   2204:        int sgn,sgn1;
                   2205:        N wm,wma,sum,t;
                   2206:        Q aki;
                   2207:        int bil,bilsgn;
                   2208:        struct oN tn;
                   2209:
                   2210:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2211:                if ( aki = a[k][i] )
                   2212:                        if ( DN(aki) )
                   2213:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2214:                        else
                   2215:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2216:        }
                   2217:        lb = 1;
                   2218:        sgn = 0;
                   2219:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2220:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2221:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2222:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2223:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2224:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2225:                        continue;
                   2226:                tn.p = 1;
                   2227:                if ( bil > 0 ) {
                   2228:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2229:                } else {
                   2230:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2231:                }
                   2232:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2233:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2234:                if ( !sgn ) {
                   2235:                        sgn = sgn1;
                   2236:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2237:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2238:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2239:                        if ( !PL(wma) )
                   2240:                                sgn = 0;
                   2241:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2242:                } else {
                   2243:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2244:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2245:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2246:                }
                   2247:        }
                   2248:        GC_free(wm);
                   2249:        GC_free(wma);
                   2250:        if ( !sgn ) {
                   2251:                GC_free(sum);
                   2252:                *r = 0;
                   2253:        } else
                   2254:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2255: }
                   2256:
1.24      noro     2257: void Pmul_mat_vect_int(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     2258: {
                   2259:        MAT mat;
                   2260:        VECT vect,r;
                   2261:        int row,col,i;
                   2262:
                   2263:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2264:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2265:        row = mat->row;
                   2266:        col = mat->col;
                   2267:        MKVECT(r,row);
1.24      noro     2268:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2269:                inner_product_int((Q *)mat->body[i],(Q *)vect->body,col,(Q *)&r->body[i]);
                   2270:        }
1.1       noro     2271:        *rp = r;
                   2272: }
                   2273:
1.24      noro     2274: void Pnbpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2275: {
                   2276:        int m,type,ret;
                   2277:        UP2 r;
                   2278:
                   2279:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2280:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2281:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2282:        if ( ret == 0 )
                   2283:                MKGF2N(r,*rp);
                   2284:        else
                   2285:                *rp = 0;
                   2286: }
                   2287:
1.24      noro     2288: void Px962_irredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2289: {
1.24      noro     2290:        int m,ret,w;
1.1       noro     2291:        GF2N prev;
                   2292:        UP2 r;
                   2293:
                   2294:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2295:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2296:        if ( !prev ) {
                   2297:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2298:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2299:        } else {
                   2300:                r = prev->body;
                   2301:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2302:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2303:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2304:                }
                   2305:        }
1.24      noro     2306:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     2307:        if ( ret == 0 )
                   2308:                MKGF2N(r,*rp);
                   2309:        else
                   2310:                *rp = 0;
                   2311: }
                   2312:
1.24      noro     2313: void Pirredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2314: {
1.24      noro     2315:        int m,ret,w;
1.1       noro     2316:        GF2N prev;
                   2317:        UP2 r;
                   2318:
                   2319:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2320:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2321:        if ( !prev ) {
                   2322:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2323:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2324:        } else {
                   2325:                r = prev->body;
                   2326:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2327:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2328:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2329:                }
                   2330:        }
1.24      noro     2331:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     2332:        if ( ret == 0 )
                   2333:                MKGF2N(r,*rp);
                   2334:        else
                   2335:                *rp = 0;
                   2336: }
                   2337:
1.26      noro     2338: void Pmat_swap_row_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   2339: {
                   2340:        int i1,i2;
                   2341:        pointer *t;
                   2342:        MAT mat;
                   2343:
                   2344:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_row_destructive");
                   2345:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   2346:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   2347:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2348:        i1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2349:        i2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   2350:        if ( i1 < 0 || i2 < 0 || i1 >= mat->row || i2 >= mat->row )
                   2351:                error("mat_swap_row_destructive : Out of range");
                   2352:        t = mat->body[i1];
                   2353:        mat->body[i1] = mat->body[i2];
                   2354:        mat->body[i2] = t;
                   2355:        *m = mat;
                   2356: }
                   2357:
                   2358: void Pmat_swap_col_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   2359: {
                   2360:        int j1,j2,i,n;
                   2361:        pointer *mi;
                   2362:        pointer t;
                   2363:        MAT mat;
                   2364:
                   2365:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_col_destructive");
                   2366:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   2367:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   2368:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2369:        j1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2370:        j2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   2371:        if ( j1 < 0 || j2 < 0 || j1 >= mat->col || j2 >= mat->col )
                   2372:                error("mat_swap_col_destructive : Out of range");
                   2373:        n = mat->row;
                   2374:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2375:                mi = mat->body[i];
                   2376:                t = mi[j1]; mi[j1] = mi[j2]; mi[j2] = t;
                   2377:        }
                   2378:        *m = mat;
                   2379: }
1.1       noro     2380: /*
                   2381:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2382:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2383:  *
                   2384:  * return value : 0  --- exists
                   2385:  *                1  --- does not exist
                   2386:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2387:  */
                   2388:
                   2389: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2390: {
                   2391:        int i,r;
                   2392:        int w;
                   2393:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2394:
                   2395:        w = (m>>5)+1;
                   2396:        switch ( type ) {
                   2397:                case 1:
                   2398:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2399:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2400:                        /* set all the bits */
                   2401:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2402:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2403:                        /* mask the top word if necessary */
                   2404:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2405:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2406:                        return 0;
                   2407:                        break;
                   2408:                case 2:
                   2409:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2410:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2411:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2412:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2413:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2414:
                   2415:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2416:
                   2417:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2418:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2419:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2420:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2421:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2422:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2423:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2424:                                /* cyclic change of the variables */
                   2425:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2426:                        }
                   2427:                        _copyup2(f1,f);
                   2428:                        return 0;
                   2429:                        break;
                   2430:                default:
                   2431:                        return -1;
                   2432:                        break;
                   2433:                }
                   2434: }
                   2435:
                   2436: /*
                   2437:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2438:  * return value : 0  --- exists
                   2439:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2440:  */
                   2441:
                   2442: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2443: {
                   2444:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2445:        int w;
                   2446:        unsigned int *fd;
                   2447:
                   2448:        /*
                   2449:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2450:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2451:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2452:         */
                   2453:
                   2454:        fd = f->b;
                   2455:        w = (d>>5)+1;
                   2456:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2457:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2458:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2459:                switch ( nz ) {
                   2460:                        case 3:
                   2461:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2462:                                /* reset i0-th bit */
                   2463:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2464:                                j0 = k0 = 0;
                   2465:                                break;
                   2466:                        case 5:
                   2467:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2468:                                /* reset i0-th bit */
                   2469:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2470:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2471:                                /* reset j0-th bit */
                   2472:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2473:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2474:                                /* reset k0-th bit */
                   2475:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2476:                                break;
                   2477:                        default:
                   2478:                                f->w = 0; break;
                   2479:                }
                   2480:        } else
                   2481:                f->w = 0;
                   2482:
                   2483:        if ( !f->w ) {
                   2484:                fd = f->b;
                   2485:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2486:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2487:        }
                   2488:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2489:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2490:
                   2491:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2492:
                   2493:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2494:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2495:                if ( i < i0 ) continue;
                   2496:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2497:                /* set i-th bit */
                   2498:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2499:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2500:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2501:                /* reset i-th bit */
                   2502:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2503:        }
                   2504:
                   2505:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2506: PENTA:
                   2507:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2508:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2509:                if ( i < i0 ) continue;
                   2510:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2511:                /* set i-th bit */
                   2512:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2513:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2514:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2515:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2516:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2517:                        /* set j-th bit */
                   2518:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2519:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2520:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2521:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2522:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2523:                                /* set k-th bit */
                   2524:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2525:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2526:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2527:                                /* reset k-th bit */
                   2528:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2529:                        }
                   2530:                        /* reset j-th bit */
                   2531:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2532:                }
                   2533:                /* reset i-th bit */
                   2534:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2535:        }
                   2536:        /* exhausted */
                   2537:        return 1;
                   2538: }
                   2539:
                   2540: /*
                   2541:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2542:  *
                   2543:  * searching strategy:
                   2544:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2545:  *         i is as small as possible.
                   2546:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2547:  *         i is as small as possible.
                   2548:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2549:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2550:  *
                   2551:  * return value : 0  --- exists
                   2552:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2553:  */
                   2554:
                   2555: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2556: {
                   2557:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2558:        int w;
                   2559:        unsigned int *fd;
                   2560:
                   2561:        /*
                   2562:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2563:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2564:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2565:         */
                   2566:
                   2567:        fd = f->b;
                   2568:        w = (d>>5)+1;
                   2569:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2570:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2571:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2572:                switch ( nz ) {
                   2573:                        case 3:
                   2574:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2575:                                /* reset i0-th bit */
                   2576:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2577:                                j0 = k0 = 0;
                   2578:                                break;
                   2579:                        case 5:
                   2580:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2581:                                /* reset i0-th bit */
                   2582:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2583:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2584:                                /* reset j0-th bit */
                   2585:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2586:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2587:                                /* reset k0-th bit */
                   2588:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2589:                                break;
                   2590:                        default:
                   2591:                                f->w = 0; break;
                   2592:                }
                   2593:        } else
                   2594:                f->w = 0;
                   2595:
                   2596:        if ( !f->w ) {
                   2597:                fd = f->b;
                   2598:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2599:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2600:        }
                   2601:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2602:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2603:
                   2604:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2605:
                   2606:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2607:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2608:                if ( i < i0 ) continue;
                   2609:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2610:                /* set i-th bit */
                   2611:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2612:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2613:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2614:                /* reset i-th bit */
                   2615:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2616:        }
                   2617:
                   2618:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2619: PENTA:
                   2620:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2621:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2622:                if ( i < i0 ) continue;
                   2623:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2624:                /* set i-th bit */
                   2625:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2626:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2627:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2628:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2629:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2630:                        /* set j-th bit */
                   2631:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2632:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2633:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2634:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2635:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2636:                                /* set k-th bit */
                   2637:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2638:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2639:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2640:                                /* reset k-th bit */
                   2641:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2642:                        }
                   2643:                        /* reset j-th bit */
                   2644:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2645:                }
                   2646:                /* reset i-th bit */
                   2647:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2648:        }
                   2649:        /* exhausted */
                   2650:        return 1;
1.3       noro     2651: }
                   2652:
1.24      noro     2653: void printqmat(Q **mat,int row,int col)
1.3       noro     2654: {
                   2655:        int i,j;
                   2656:
                   2657:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2658:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     2659:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     2660:                }
                   2661:                printf("\n");
                   2662:        }
                   2663: }
                   2664:
1.24      noro     2665: void printimat(int **mat,int row,int col)
1.3       noro     2666: {
                   2667:        int i,j;
                   2668:
                   2669:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2670:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2671:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2672:                }
                   2673:                printf("\n");
                   2674:        }
1.1       noro     2675: }

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