[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 1.29

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:  *
1.29    ! saito      48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.28 2003/05/29 16:44:59 saito 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();
1.28      saito      87: void Pvect();
                     88: void Pmat();
1.29    ! saito      89: void Pmatc();
1.1       noro       90:
                     91: struct ftab array_tab[] = {
                     92:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                     93:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                     94:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
1.25      noro       95:        {"generic_gauss_elim",Pgeneric_gauss_elim,1},
1.1       noro       96:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                     97:        {"newvect",Pnewvect,-2},
1.28      saito      98:        {"vect",Pvect,-99999999},
1.14      noro       99:        {"vector",Pnewvect,-2},
                    100:        {"exponent_vector",Pexponent_vector,-99999999},
1.1       noro      101:        {"newmat",Pnewmat,-3},
1.14      noro      102:        {"matrix",Pnewmat,-3},
1.28      saito     103:        {"mat",Pmat,-99999999},
1.29    ! saito     104:        {"matr",Pmat,-99999999},
        !           105:        {"matc",Pmatc,-99999999},
1.9       noro      106:        {"newbytearray",Pnewbytearray,-2},
1.1       noro      107:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    108:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    109:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    110:        {"vtol",Pvtol,1},
                    111:        {"size",Psize,1},
                    112:        {"det",Pdet,-2},
1.23      noro      113:        {"invmat",Pinvmat,-2},
1.1       noro      114:        {"leqm",Pleqm,2},
                    115:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    116:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    117:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
1.27      noro      118:        {"geninv_sf_swap",Pgeninv_sf_swap,1},
1.1       noro      119:        {"remainder",Premainder,2},
                    120:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    121:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    122:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    123:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    124:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    125:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    126:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    127:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    128:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
1.26      noro      129:        {"mat_swap_row_destructive",Pmat_swap_row_destructive,3},
                    130:        {"mat_swap_col_destructive",Pmat_swap_col_destructive,3},
1.1       noro      131:        {0,0,0},
                    132: };
                    133:
1.24      noro      134: int comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      135: {
                    136:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    137: }
                    138:
                    139: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    140: static NODE generic_comp_obj_arg;
                    141:
1.24      noro      142: int generic_comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      143: {
                    144:        Q r;
                    145:
                    146:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    147:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                    148:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                    149:        if ( !r )
                    150:                return 0;
                    151:        else
                    152:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    153: }
                    154:
                    155:
1.24      noro      156: void Pqsort(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      157: {
                    158:        VECT vect;
                    159:        NODE n;
                    160:        P p;
                    161:        V v;
                    162:
                    163:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"qsort");
                    164:        vect = (VECT)ARG0(arg);
                    165:        if ( argc(arg) == 1 )
                    166:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    167:        else {
                    168:                p = (P)ARG1(arg);
                    169:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    170:                        error("qsort : invalid argument");
                    171:                v = VR(p);
                    172:                if ( (int)v->attr != V_SR )
                    173:                        error("qsort : no such function");
                    174:                generic_comp_obj_func = (FUNC)v->priv;
                    175:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    176:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    177:        }
                    178:        *rp = vect;
                    179: }
                    180:
1.24      noro      181: void PNBmul_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      182: {
                    183:        GF2N a,b;
                    184:        GF2MAT mat;
                    185:        int n,w;
                    186:        unsigned int *ab,*bb;
                    187:        UP2 r;
                    188:
                    189:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    190:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    191:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    192:        if ( !a || !b )
                    193:                *rp = 0;
                    194:        else {
                    195:                n = mat->row;
                    196:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    197:
                    198:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    199:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    200:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    201:
                    202:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    203:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    204:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    205:
                    206:                NEWUP2(r,w);
                    207:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    208:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    209:                r->w = w;
                    210:                _adjup2(r);
                    211:                if ( !r->w )
                    212:                        *rp = 0;
                    213:                else
                    214:                        MKGF2N(r,*rp);
                    215:        }
                    216: }
                    217:
1.24      noro      218: void Pmul_vect_mat_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      219: {
                    220:        GF2N a;
                    221:        GF2MAT mat;
                    222:        int n,w;
                    223:        unsigned int *b;
                    224:        UP2 r;
                    225:
                    226:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    227:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    228:        if ( !a )
                    229:                *rp = 0;
                    230:        else {
                    231:                n = mat->row;
                    232:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    233:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    234:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    235:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    236:                NEWUP2(r,w);
                    237:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    238:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    239:                r->w = w;
                    240:                _adjup2(r);
                    241:                if ( !r->w )
                    242:                        *rp = 0;
                    243:                else {
                    244:                        MKGF2N(r,*rp);
                    245:                }
                    246:        }
                    247: }
                    248:
1.24      noro      249: void Pbconvmat_gf2n(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      250: {
                    251:        P p0,p1;
                    252:        int to;
                    253:        GF2MAT p01,p10;
                    254:        GF2N root;
                    255:        NODE n0,n1;
                    256:
                    257:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    258:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    259:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    260:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    261:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    262:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    263:        } else
                    264:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    265:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    266:        MKLIST(*rp,n0);
                    267: }
                    268:
1.24      noro      269: void Pmulmat_gf2n(NODE arg,GF2MAT *rp)
1.1       noro      270: {
                    271:        GF2MAT m;
                    272:
                    273:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    274:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    275:        *rp = m;
                    276: }
                    277:
1.24      noro      278: void Psepmat_destructive(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      279: {
                    280:        MAT mat,mat1;
                    281:        int i,j,row,col;
                    282:        Q **a,**a1;
                    283:        Q ent;
                    284:        N nm,mod,rem,quo;
                    285:        int sgn;
                    286:        NODE n0,n1;
                    287:
                    288:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    289:        row = mat->row; col = mat->col;
                    290:        MKMAT(mat1,row,col);
                    291:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    292:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    293:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    294:                        ent = a[i][j];
                    295:                        if ( !ent )
                    296:                                continue;
                    297:                        nm = NM(ent);
                    298:                        sgn = SGN(ent);
                    299:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    300: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    301: /*                             GC_free(nm); */
                    302: /*                     GC_free(ent); */
                    303:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    304:                }
                    305:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    306:        MKLIST(*rp,n0);
                    307: }
                    308:
1.24      noro      309: void Psepvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      310: {
                    311:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    312: }
                    313:
1.24      noro      314: void sepvect(VECT v,int d,VECT *rp)
1.1       noro      315: {
                    316:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    317:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    318:        VECT w,u;
                    319:
                    320:        n = v->len;
                    321:        if ( d > n )
                    322:                d = n;
                    323:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    324:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    325:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    326:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    327:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    328:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    329:                        pu[j] = pv[k];
                    330:        }
                    331:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    332:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    333:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    334:                        pu[j] = pv[k];
                    335:        }
                    336: }
                    337:
1.24      noro      338: void Pnewvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      339: {
                    340:        int len,i,r;
                    341:        VECT vect;
                    342:        pointer *vb;
                    343:        LIST list;
                    344:        NODE tn;
                    345:
                    346:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    347:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      348:        if ( len < 0 )
1.1       noro      349:                error("newvect : invalid size");
                    350:        MKVECT(vect,len);
                    351:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    352:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    353:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    354:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    355:                if ( r > len ) {
                    356:                        *rp = vect;
                    357:                        return;
                    358:                }
                    359:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    360:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    361:        }
                    362:        *rp = vect;
1.14      noro      363: }
                    364:
1.28      saito     365: void Pvect(NODE arg,VECT *rp) {
                    366:        int len,i,r;
                    367:        VECT vect;
                    368:        pointer *vb;
                    369:        NODE tn;
                    370:
                    371:        if ( !arg ) {
                    372:                *rp =0;
                    373:                return;
                    374:        }
                    375:
                    376:        for (len = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), len++);
1.29    ! saito     377:        if ( len == 1 ) {
        !           378:                if ( ARG0(arg) != 0 ) {
        !           379:                        switch ( OID(ARG0(arg)) ) {
        !           380:                                case O_VECT:
        !           381:                                        *rp = ARG0(arg);
        !           382:                                        return;
        !           383:                                case O_LIST:
        !           384:                                        for ( len = 0, tn = ARG0(arg); tn; tn = NEXT(tn), len++ );
        !           385:                                        MKVECT(vect,len-1);
        !           386:                                        for ( i = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)), vb =BDY(vect);
        !           387:                                                        tn; i++, tn = NEXT(tn) )
        !           388:                                                vb[i] = (pointer)BDY(tn);
        !           389:                                        *rp=vect;
        !           390:                                        return;
        !           391:                        }
        !           392:                }
        !           393:        }
1.28      saito     394:        MKVECT(vect,len);
                    395:        for ( i = 0, tn = arg, vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    396:                vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    397:        *rp = vect;
                    398: }
                    399:
1.24      noro      400: void Pexponent_vector(NODE arg,DP *rp)
1.14      noro      401: {
                    402:        nodetod(arg,rp);
1.9       noro      403: }
                    404:
1.24      noro      405: void Pnewbytearray(NODE arg,BYTEARRAY *rp)
1.9       noro      406: {
                    407:        int len,i,r;
                    408:        BYTEARRAY array;
                    409:        unsigned char *vb;
1.10      noro      410:        char *str;
1.9       noro      411:        LIST list;
                    412:        NODE tn;
                    413:
                    414:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newbytearray");
                    415:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    416:        if ( len < 0 )
                    417:                error("newbytearray : invalid size");
                    418:        MKBYTEARRAY(array,len);
                    419:        if ( argc(arg) == 2 ) {
1.10      noro      420:                if ( !ARG1(arg) )
                    421:                        error("newbytearray : invalid initialization");
                    422:                switch ( OID((Obj)ARG1(arg)) ) {
                    423:                        case O_LIST:
                    424:                                list = (LIST)ARG1(arg);
                    425:                                asir_assert(list,O_LIST,"newbytearray");
                    426:                                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    427:                                if ( r <= len ) {
                    428:                                        for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(array); tn;
                    429:                                                i++, tn = NEXT(tn) )
                    430:                                                vb[i] = (unsigned char)QTOS((Q)BDY(tn));
                    431:                                }
                    432:                                break;
                    433:                        case O_STR:
                    434:                                str = BDY((STRING)ARG1(arg));
                    435:                                r = strlen(str);
                    436:                                if ( r <= len )
                    437:                                        bcopy(str,BDY(array),r);
                    438:                                break;
                    439:                        default:
                    440:                                if ( !ARG1(arg) )
                    441:                                        error("newbytearray : invalid initialization");
1.9       noro      442:                }
                    443:        }
                    444:        *rp = array;
1.1       noro      445: }
                    446:
1.24      noro      447: void Pnewmat(NODE arg,MAT *rp)
1.1       noro      448: {
                    449:        int row,col;
                    450:        int i,j,r,c;
                    451:        NODE tn,sn;
                    452:        MAT m;
                    453:        pointer **mb;
                    454:        LIST list;
                    455:
                    456:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    457:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    458:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      459:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      460:                error("newmat : invalid size");
                    461:        MKMAT(m,row,col);
                    462:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    463:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    464:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    465:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    466:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    467:                        c = MAX(c,j);
                    468:                }
                    469:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    470:                        *rp = m;
                    471:                        return;
                    472:                }
                    473:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    474:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    475:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    476:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    477:                }
                    478:        }
1.28      saito     479:        *rp = m;
                    480: }
                    481:
                    482: void Pmat(NODE arg, MAT *rp)
                    483: {
                    484:        int row,col;
1.29    ! saito     485:        int i;
1.28      saito     486:        MAT m;
                    487:        pointer **mb;
1.29    ! saito     488:        pointer *ent;
1.28      saito     489:        NODE tn, sn;
1.29    ! saito     490:        VECT v;
1.28      saito     491:
                    492:        if ( !arg ) {
                    493:                *rp =0;
                    494:                return;
                    495:        }
                    496:
                    497:        for (row = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), row++);
1.29    ! saito     498:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
        !           499:                v = ARG0(arg);
        !           500:                col = v->len;
        !           501:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
        !           502:                for (col = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), col++);
        !           503:        }
        !           504:
1.28      saito     505:        MKMAT(m,row,col);
1.29    ! saito     506:        for (row = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), row++) {
        !           507:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
        !           508:                        error("mat : invalid argument");
        !           509:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
        !           510:                        v = tn->body;
        !           511:                        ent = BDY(v);
        !           512:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[row][i] = (Obj)ent[i];
        !           513:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
        !           514:                        for (col = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; col++, sn = NEXT(sn) )
        !           515:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
        !           516:                } else {
        !           517:                        error("mat : invalid argument");
        !           518:                }
        !           519:        }
        !           520:        *rp = m;
        !           521: }
        !           522:
        !           523: void Pmatc(NODE arg, MAT *rp)
        !           524: {
        !           525:        int row,col;
        !           526:        int i;
        !           527:        MAT m;
        !           528:        pointer **mb;
        !           529:        pointer *ent;
        !           530:        NODE tn, sn;
        !           531:        VECT v;
        !           532:
        !           533:        if ( !arg ) {
        !           534:                *rp =0;
        !           535:                return;
        !           536:        }
        !           537:
        !           538:        for (col = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), col++);
        !           539:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
        !           540:                v = ARG0(arg);
        !           541:                row = v->len;
        !           542:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
        !           543:                for (row = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), row++);
        !           544:        }
        !           545:
        !           546:        MKMAT(m,row,col);
        !           547:        for (col = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), col++) {
        !           548:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
        !           549:                        error("matc : invalid argument");
        !           550:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
        !           551:                        v = tn->body;
        !           552:                        ent = BDY(v);
        !           553:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[i][col] = (Obj)ent[i];
        !           554:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
        !           555:                        for (row = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; row++, sn = NEXT(sn) )
        !           556:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
        !           557:                } else {
        !           558:                        error("matc : invalid argument");
        !           559:                }
        !           560:        }
1.1       noro      561:        *rp = m;
                    562: }
                    563:
1.24      noro      564: void Pvtol(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      565: {
                    566:        NODE n,n1;
                    567:        VECT v;
                    568:        pointer *a;
                    569:        int len,i;
                    570:
                    571:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    572:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    573:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    574:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    575:        }
                    576:        MKLIST(*rp,n);
                    577: }
                    578:
1.24      noro      579: void Premainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      580: {
                    581:        Obj a;
                    582:        VECT v,w;
                    583:        MAT m,l;
                    584:        pointer *vb,*wb;
                    585:        pointer **mb,**lb;
                    586:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    587:        Q md,q;
                    588:
                    589:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    590:        if ( !a )
                    591:                *rp = 0;
                    592:        else {
                    593:                id = OID(a);
                    594:                switch ( id ) {
                    595:                        case O_N:
                    596:                        case O_P:
                    597:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    598:                        case O_VECT:
                    599:                                smd = QTOS(md);
                    600:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    601:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    602:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    603:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    604:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    605:                                                STOQ(t,q);
                    606:                                                if ( q )
                    607:                                                        SGN(q) = sgn;
                    608:                                        }
                    609:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    610:                                }
                    611:                                *rp = (Obj)w;
                    612:                                break;
                    613:                        case O_MAT:
                    614:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    615:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    616:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    617:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    618:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    619:                                *rp = (Obj)l;
                    620:                                break;
                    621:                        default:
                    622:                                error("remainder : invalid argument");
                    623:                }
                    624:        }
                    625: }
                    626:
1.24      noro      627: void Psremainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      628: {
                    629:        Obj a;
                    630:        VECT v,w;
                    631:        MAT m,l;
                    632:        pointer *vb,*wb;
                    633:        pointer **mb,**lb;
                    634:        unsigned int t,smd;
                    635:        int id,i,j,n,row,col;
                    636:        Q md,q;
                    637:
                    638:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    639:        if ( !a )
                    640:                *rp = 0;
                    641:        else {
                    642:                id = OID(a);
                    643:                switch ( id ) {
                    644:                        case O_N:
                    645:                        case O_P:
                    646:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    647:                        case O_VECT:
                    648:                                smd = QTOS(md);
                    649:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    650:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    651:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    652:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    653:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    654:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    655:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    656:                                                UTOQ(t,q);
                    657:                                        }
                    658:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    659:                                }
                    660:                                *rp = (Obj)w;
                    661:                                break;
                    662:                        case O_MAT:
                    663:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    664:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    665:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    666:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    667:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    668:                                *rp = (Obj)l;
                    669:                                break;
                    670:                        default:
                    671:                                error("remainder : invalid argument");
                    672:                }
                    673:        }
                    674: }
                    675:
1.24      noro      676: void Psize(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      677: {
                    678:
                    679:        int n,m;
                    680:        Q q;
                    681:        NODE t,s;
                    682:
                    683:        if ( !ARG0(arg) )
                    684:                 t = 0;
                    685:        else {
                    686:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    687:                        case O_VECT:
                    688:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    689:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    690:                                break;
                    691:                        case O_MAT:
                    692:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    693:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    694:                                break;
                    695:                        default:
                    696:                                error("size : invalid argument"); break;
                    697:                }
                    698:        }
                    699:        MKLIST(*rp,t);
                    700: }
                    701:
1.24      noro      702: void Pdet(NODE arg,P *rp)
1.1       noro      703: {
                    704:        MAT m;
                    705:        int n,i,j,mod;
                    706:        P d;
                    707:        P **mat,**w;
                    708:
                    709:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    710:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    711:        if ( m->row != m->col )
                    712:                error("det : non-square matrix");
                    713:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    714:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    715:        else {
                    716:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    717:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    718:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    719:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    720:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    721:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    722:                mptop(d,rp);
1.23      noro      723:        }
                    724: }
                    725:
1.24      noro      726: void Pinvmat(NODE arg,LIST *rp)
1.23      noro      727: {
                    728:        MAT m,r;
                    729:        int n,i,j,mod;
                    730:        P dn;
                    731:        P **mat,**imat,**w;
                    732:        NODE nd;
                    733:
                    734:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    735:        asir_assert(m,O_MAT,"invmat");
                    736:        if ( m->row != m->col )
                    737:                error("invmat : non-square matrix");
                    738:        else if ( argc(arg) == 1 ) {
                    739:                n = m->row;
                    740:                invmatp(CO,(P **)BDY(m),n,&imat,&dn);
                    741:                NEWMAT(r); r->row = n; r->col = n; r->body = (pointer **)imat;
                    742:                nd = mknode(2,r,dn);
                    743:                MKLIST(*rp,nd);
                    744:        } else {
                    745:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    746:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    747:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    748:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    749:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    750: #if 0
                    751:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    752:                mptop(d,rp);
                    753: #else
                    754:                error("not implemented yet");
                    755: #endif
1.1       noro      756:        }
1.25      noro      757: }
                    758:
                    759: /*
                    760:        input : a row x col matrix A
                    761:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    762:
                    763:        output : [B,R,C]
                    764:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    765:                R : a vector of length rank(A)
                    766:                C : a vector of length col-rank(A)
                    767:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    768: */
                    769:
                    770: void Pgeneric_gauss_elim(NODE arg,LIST *rp)
                    771: {
                    772:        NODE n0;
                    773:        MAT m,nm;
                    774:        int *ri,*ci;
                    775:        VECT rind,cind;
                    776:        Q dn,q;
                    777:        int i,j,k,l,row,col,t,rank;
                    778:
                    779:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim");
                    780:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    781:        row = m->row; col = m->col;
                    782:        rank = generic_gauss_elim(m,&nm,&dn,&ri,&ci);
                    783:        t = col-rank;
                    784:        MKVECT(rind,rank);
                    785:        MKVECT(cind,t);
                    786:        for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    787:                STOQ(ri[i],q);
                    788:                BDY(rind)[i] = (pointer)q;
                    789:        }
                    790:        for ( i = 0; i < t; i++ ) {
                    791:                STOQ(ci[i],q);
                    792:                BDY(cind)[i] = (pointer)q;
                    793:        }
                    794:        n0 = mknode(4,nm,dn,rind,cind);
                    795:        MKLIST(*rp,n0);
1.1       noro      796: }
                    797:
                    798: /*
                    799:        input : a row x col matrix A
                    800:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    801:
                    802:        output : [B,R,C]
                    803:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    804:                R : a vector of length rank(A)
                    805:                C : a vector of length col-rank(A)
                    806:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    807: */
                    808:
1.24      noro      809: void Pgeneric_gauss_elim_mod(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      810: {
                    811:        NODE n0;
                    812:        MAT m,mat;
                    813:        VECT rind,cind;
                    814:        Q **tmat;
                    815:        int **wmat;
                    816:        Q *rib,*cib;
                    817:        int *colstat;
                    818:        Q q;
1.24      noro      819:        int md,i,j,k,l,row,col,t,rank;
1.1       noro      820:
                    821:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    822:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    823:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    824:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    825:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    826:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    827:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    828:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    829:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    830:                                t = rem(NM(q),md);
                    831:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    832:                                        t = (md - t) % md;
                    833:                                wmat[i][j] = t;
                    834:                        } else
                    835:                                wmat[i][j] = 0;
                    836:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    837:
                    838:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    839:        tmat = (Q **)mat->body;
                    840:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    841:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    842:                        if ( !colstat[j] ) {
                    843:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    844:                        }
                    845:
                    846:        MKVECT(rind,rank);
                    847:        MKVECT(cind,col-rank);
                    848:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    849:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    850:                if ( colstat[j] ) {
                    851:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    852:                } else {
                    853:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    854:                }
                    855:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    856:        MKLIST(*rp,n0);
                    857: }
                    858:
1.24      noro      859: void Pleqm(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      860: {
                    861:        MAT m;
                    862:        VECT vect;
                    863:        pointer **mat;
                    864:        Q *v;
                    865:        Q q;
                    866:        int **wmat;
                    867:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    868:
                    869:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    870:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    871:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    872:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    873:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    874:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    875:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    876:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    877:                                t = rem(NM(q),md);
                    878:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    879:                                        t = (md - t) % md;
                    880:                                wmat[i][j] = t;
                    881:                        } else
                    882:                                wmat[i][j] = 0;
                    883:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    884:        if ( status < 0 )
                    885:                *rp = 0;
                    886:        else if ( status > 0 )
                    887:                *rp = (VECT)ONE;
                    888:        else {
                    889:                n = col - 1;
                    890:                MKVECT(vect,n);
                    891:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    892:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    893:                }
                    894:                *rp = vect;
                    895:        }
                    896: }
                    897:
1.24      noro      898: int gauss_elim_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro      899: {
                    900:        int i,j,k,inv,a,n;
                    901:        int *t,*pivot;
                    902:
                    903:        n = col - 1;
                    904:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    905:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    906:                if ( i == row )
                    907:                        return 1;
                    908:                if ( i != j ) {
                    909:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    910:                }
                    911:                pivot = mat[j];
                    912:                inv = invm(pivot[j],md);
                    913:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    914: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    915:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    916:                }
                    917:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    918:                        t = mat[i];
                    919:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    920:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro      921:                                        unsigned int tk;
1.1       noro      922: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro      923:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                    924:                                        t[k] = tk;
1.1       noro      925:                                }
                    926:                }
                    927:        }
                    928:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    929:        if ( i == row )
                    930:                return 0;
                    931:        else
                    932:                return -1;
                    933: }
                    934:
1.4       noro      935: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      936:
1.24      noro      937: int generic_gauss_elim(MAT mat,MAT *nm,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.1       noro      938: {
                    939:        int **wmat;
                    940:        Q **bmat;
                    941:        N **tmat;
                    942:        Q *bmi;
                    943:        N *tmi;
                    944:        Q q;
                    945:        int *wmi;
                    946:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    947:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    948:        N m1,m2,m3,s,u;
                    949:        MAT r,crmat;
                    950:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    951:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    952:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    953:        int ret;
                    954:
                    955:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    956:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    957:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    958:        bmat = (Q **)mat->body;
                    959:        row = mat->row; col = mat->col;
                    960:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    961:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    962:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    963:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.11      noro      964:                if ( DP_Print ) {
1.2       noro      965:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    966:                }
1.12      noro      967:                md = get_lprime(ind);
1.1       noro      968:                get_eg(&tmp0);
                    969:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    970:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    971:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    972:                                        t = rem(NM(q),md);
                    973:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    974:                                                t = (md - t) % md;
                    975:                                        wmi[j] = t;
                    976:                                } else
                    977:                                        wmi[j] = 0;
                    978:                get_eg(&tmp1);
                    979:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                    980:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                    981:                get_eg(&tmp0);
                    982:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    983:                get_eg(&tmp1);
                    984:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                    985:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                    986:                if ( !ind ) {
                    987: RESET:
                    988:                        UTON(md,m1);
                    989:                        rank0 = rank;
                    990:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    991:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    992:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    993:                        tmat = (N **)crmat->body;
                    994:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    995:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    996:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    997:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                    998:                                        }
                    999:                } else {
                   1000:                        if ( rank < rank0 ) {
1.11      noro     1001:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1002:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro     1003:                                        fflush(asir_out);
                   1004:                                }
1.1       noro     1005:                                continue;
                   1006:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.11      noro     1007:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1008:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro     1009:                                        fflush(asir_out);
                   1010:                                }
1.1       noro     1011:                                goto RESET;
                   1012:                        } else {
                   1013:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                   1014:                                if ( j < col ) {
1.11      noro     1015:                                        if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1016:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro     1017:                                                fflush(asir_out);
                   1018:                                        }
1.1       noro     1019:                                        goto RESET;
                   1020:                                }
                   1021:                        }
                   1022:
                   1023:                        get_eg(&tmp0);
                   1024:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                   1025:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                   1026:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1027:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1028:                                        if ( !colstat[j] ) {
                   1029:                                                if ( tmi[k] ) {
                   1030:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                   1031:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                   1032:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                   1033:                                                                t = wmi[j]-t;
                   1034:                                                        else
                   1035:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                   1036:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                   1037:                                                        UTON(t1,u);
                   1038:                                                        muln(m1,u,&s);
                   1039:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                   1040:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                   1041:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                   1042:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                   1043:                                                        UTON(t,u);
                   1044:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                   1045:                                                }
                   1046:                                                k++;
                   1047:                                        }
                   1048:                        m1 = m3;
                   1049:                        get_eg(&tmp1);
                   1050:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                   1051:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                   1052:
                   1053:                        get_eg(&tmp0);
1.13      noro     1054:                        if ( ind % 16 )
                   1055:                                ret = 0;
                   1056:                        else
                   1057:                                ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
1.1       noro     1058:                        get_eg(&tmp1);
                   1059:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1060:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                   1061:                        if ( ret ) {
                   1062:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1063:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1064:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1065:                                        if ( colstat[j] )
                   1066:                                                rind[k++] = j;
                   1067:                                        else
                   1068:                                                cind[l++] = j;
                   1069:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro     1070:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                   1071:                                        get_eg(&tmp1);
                   1072:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                   1073:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
1.11      noro     1074:                                        if ( DP_Print ) {
1.3       noro     1075:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                   1076:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                   1077:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                   1078:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                   1079:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                   1080:                                                fflush(asir_out);
                   1081:                                        }
                   1082:                                        return rank;
                   1083:                                }
                   1084:                        }
                   1085:                }
                   1086:        }
                   1087: }
                   1088:
1.24      noro     1089: int generic_gauss_elim_hensel(MAT mat,MAT *nmmat,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.3       noro     1090: {
                   1091:        MAT bmat,xmat;
                   1092:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1093:        Q *ai,*bi,*xi;
                   1094:        int row,col;
                   1095:        int **w;
                   1096:        int *wi;
                   1097:        int **wc;
                   1098:        Q mdq,q,s,u;
                   1099:        N tn;
                   1100:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1101:        unsigned int t;
                   1102:        int *cinfo,*rinfo;
                   1103:        int *rind,*cind;
                   1104:        int count;
                   1105:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                   1106:
                   1107:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1108:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1109:        w = (int **)almat(row,col);
                   1110:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.12      noro     1111:                md = get_lprime(ind);
1.3       noro     1112:                STOQ(md,mdq);
                   1113:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1114:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1115:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                   1116:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1117:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1118:                                                t = (md - t) % md;
                   1119:                                        wi[j] = t;
                   1120:                                } else
                   1121:                                        wi[j] = 0;
                   1122:
1.27      noro     1123:                rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
1.3       noro     1124:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1125:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1126:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1127:                        if ( cinfo[j] ) {
                   1128:                                /* the column is in lhs */
                   1129:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1130:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1131:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1132:                                }
                   1133:                                li++;
                   1134:                        } else {
                   1135:                                /* the column is in rhs */
                   1136:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1137:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1138:                                ri++;
                   1139:                        }
                   1140:
                   1141:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1142:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1143:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1144:                        /* use the right part of w as work area */
                   1145:                        /* ri = col - rank */
                   1146:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1147:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1148:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1149:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1150:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1151:
                   1152:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                   1153:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                   1154:                                fprintf(stderr,".");
                   1155:                                /* wc = -b mod md */
                   1156:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1157:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1158:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1159:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1160:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1161:                                                                t = (md - t) % md;
                   1162:                                                        wi[j] = t;
                   1163:                                                } else
                   1164:                                                        wi[j] = 0;
                   1165:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                   1166:                                get_eg(&tmp0);
                   1167:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro     1168:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro     1169:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1170:                                /* x = x-q*wc */
                   1171:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1172:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1173:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                   1174:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                   1175:                                        }
                   1176:                                get_eg(&tmp0);
                   1177:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1178:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1179:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1180:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1181:                                                if ( s ) {
                   1182:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1183:                                                        if ( t )
                   1184:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1185:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1186:                                                } else
                   1187:                                                        b[i][j] = 0;
                   1188:                                        }
                   1189:                                get_eg(&tmp1);
                   1190:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1191:                                /* q = q*md */
                   1192:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
1.13      noro     1193:                                if ( !(count % 16) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
1.3       noro     1194:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1195:                                                if ( cinfo[j] )
                   1196:                                                        rind[k++] = j;
                   1197:                                                else
                   1198:                                                        cind[l++] = j;
                   1199:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                   1200:                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1201:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1202:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1203:                                                fflush(asir_out);
                   1204:                                                return rank;
                   1205:                                        }
1.1       noro     1206:                                }
                   1207:                        }
                   1208:        }
                   1209: }
                   1210:
                   1211: int f4_nocheck;
                   1212:
1.24      noro     1213: int gensolve_check(MAT mat,MAT nm,Q dn,int *rind,int *cind)
1.1       noro     1214: {
                   1215:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
1.24      noro     1216:        Q s,t;
1.1       noro     1217:        Q *w;
                   1218:        Q *mati,*nmk;
                   1219:
                   1220:        if ( f4_nocheck )
                   1221:                return 1;
                   1222:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1223:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1224:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1225:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1226:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1227: #if 1
                   1228:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1229:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1230:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1231:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1232:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1233:                        }
                   1234:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1235:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1236:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1237:                                break;
                   1238:                }
                   1239: #else
                   1240:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1241:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1242:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1243:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1244:                        }
                   1245:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1246:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1247:                                break;
                   1248:                }
                   1249: #endif
                   1250:                if ( j != clen )
                   1251:                        break;
                   1252:        }
                   1253:        if ( i != row )
                   1254:                return 0;
                   1255:        else
                   1256:                return 1;
                   1257: }
                   1258:
                   1259: /* assuming 0 < c < m */
                   1260:
1.24      noro     1261: int inttorat(N c,N m,N b,int *sgnp,N *nmp,N *dnp)
1.1       noro     1262: {
1.24      noro     1263:        Q qq,t,u1,v1,r1;
                   1264:        N q,u2,v2,r2;
1.1       noro     1265:
                   1266:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1267:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1268:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1269:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1270:        }
                   1271:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1272:                return 0;
                   1273:        else {
                   1274:                *nmp = v2;
                   1275:                *dnp = NM(v1);
                   1276:                *sgnp = SGN(v1);
                   1277:                return 1;
                   1278:        }
                   1279: }
                   1280:
                   1281: /* mat->body = N ** */
                   1282:
1.24      noro     1283: int intmtoratm(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.1       noro     1284: {
                   1285:        N t,s,b;
1.24      noro     1286:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.1       noro     1287:        int i,j,k,l,row,col;
                   1288:        Q **rmat;
                   1289:        N **tmat;
                   1290:        N *tmi;
                   1291:        Q *nmk;
                   1292:        N u,unm,udn;
                   1293:        int sgn,ret;
                   1294:
1.3       noro     1295:        if ( UNIN(md) )
                   1296:                return 0;
1.1       noro     1297:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1298:        bshiftn(md,1,&t);
                   1299:        isqrt(t,&s);
                   1300:        bshiftn(s,64,&b);
                   1301:        if ( !b )
                   1302:                b = ONEN;
                   1303:        dn0 = ONE;
                   1304:        tmat = (N **)mat->body;
                   1305:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1306:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1307:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1308:                        if ( tmi[j] ) {
                   1309:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1310:                                remn(s,md,&u);
                   1311:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1312:                                if ( !ret )
                   1313:                                        return 0;
                   1314:                                else {
                   1315:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1316:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1317:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1318:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1319:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1320:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1321:                                                        }
                   1322:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1323:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1324:                                                }
                   1325:                                        }
                   1326:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1327:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1328:                                }
                   1329:                        }
                   1330:        *dn = dn0;
                   1331:        return 1;
                   1332: }
                   1333:
1.3       noro     1334: /* mat->body = Q ** */
                   1335:
1.24      noro     1336: int intmtoratm_q(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.3       noro     1337: {
                   1338:        N t,s,b;
1.24      noro     1339:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.3       noro     1340:        int i,j,k,l,row,col;
                   1341:        Q **rmat;
                   1342:        Q **tmat;
                   1343:        Q *tmi;
                   1344:        Q *nmk;
                   1345:        N u,unm,udn;
                   1346:        int sgn,ret;
                   1347:
                   1348:        if ( UNIN(md) )
                   1349:                return 0;
                   1350:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1351:        bshiftn(md,1,&t);
                   1352:        isqrt(t,&s);
                   1353:        bshiftn(s,64,&b);
                   1354:        if ( !b )
                   1355:                b = ONEN;
                   1356:        dn0 = ONE;
                   1357:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1358:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1359:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1360:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1361:                        if ( tmi[j] ) {
                   1362:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1363:                                remn(s,md,&u);
                   1364:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1365:                                if ( !ret )
                   1366:                                        return 0;
                   1367:                                else {
                   1368:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1369:                                                sgn = -sgn;
                   1370:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1371:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1372:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1373:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1374:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1375:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1376:                                                        }
                   1377:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1378:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1379:                                                }
                   1380:                                        }
                   1381:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1382:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1383:                                }
                   1384:                        }
                   1385:        *dn = dn0;
                   1386:        return 1;
                   1387: }
                   1388:
1.4       noro     1389: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1390:
1.24      noro     1391: void reduce_reducers_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.4       noro     1392: {
                   1393:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1394:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1395:
                   1396:        /* reduce the reducers */
                   1397:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1398:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1399:                t = mat[i];
                   1400:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1401:                /* register the position of the head term */
                   1402:                ind[i] = j;
                   1403:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1404:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1405:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1406:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1407:                                j = ind[l];
                   1408:                                s = mat[l]+j;
                   1409:                                tj = t+j;
                   1410:                                hc = md-hc;
                   1411:                                k = col-j;
                   1412:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1413:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1414:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1415:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1416:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1417:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1418:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1419:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1420:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1421:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1422:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1423:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1424:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1425:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1426:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1427:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1428:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1429:                                }
1.16      noro     1430:                                for ( ; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1431:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1432:                                }
                   1433:                        }
                   1434:                }
                   1435:        }
                   1436: }
                   1437:
                   1438: /*
                   1439:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1440:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1441:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1442:        1. reduce the reducers
                   1443:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1444: */
                   1445:
1.24      noro     1446: void pre_reduce_mod(int **mat,int row,int col,int nred,int md)
1.4       noro     1447: {
                   1448:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1449:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1450:
                   1451: #if 1
                   1452:        /* reduce the reducers */
                   1453:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1454:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1455:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1456:                t = mat[i];
                   1457:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1458:                /* register the position of the head term */
                   1459:                ind[i] = j;
                   1460:                inv = invm(t[j],md);
                   1461:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1462:                        if ( t[k] )
                   1463:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1464:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1465:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1466:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1467:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1468:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1469:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1470:                                        if ( *s )
                   1471:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1472:                        }
                   1473:                }
                   1474:        }
                   1475:        /* reduce the spolys */
                   1476:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   1477:                t = mat[i];
                   1478:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   1479:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1480:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1481:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1482:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1483:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1484:                                        if ( *s )
                   1485:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1486:                        }
                   1487:                }
                   1488:        }
                   1489: #endif
                   1490: }
                   1491: /*
                   1492:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1493:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1494: */
                   1495:
1.24      noro     1496: void reduce_sp_by_red_mod(int *sp,int **redmat,int *ind,int nred,int col,int md)
1.4       noro     1497: {
                   1498:        int i,j,k,hc,zzz;
1.24      noro     1499:        int *s,*tj;
1.4       noro     1500:
                   1501:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1502:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1503:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   1504:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   1505:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1506:                        j = ind[i];
                   1507:                        hc = md-hc;
                   1508:                        s = redmat[i]+j;
                   1509:                        tj = sp+j;
1.16      noro     1510:                        for ( k = col-j; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1511:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
1.15      noro     1512:                        }
                   1513:                }
1.17      noro     1514:        }
                   1515: }
                   1516:
                   1517: /*
1.15      noro     1518:        mat[i] : compressed reducers (i=0,...,nred-1)
                   1519:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1520: */
                   1521:
1.24      noro     1522: void red_by_compress(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,
                   1523:        unsigned int *ri,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     1524: {
1.19      noro     1525:        unsigned int up,lo;
1.18      noro     1526:        unsigned int dmy;
                   1527:        unsigned int *pj;
                   1528:
1.21      noro     1529:        p[*ri] = 0; r++; ri++;
                   1530:        for ( len--; len; len--, r++, ri++ ) {
                   1531:                pj = p+ *ri;
                   1532:                DMA(*r,hc,*pj,up,lo);
1.18      noro     1533:                if ( up ) {
                   1534:                        DSAB(m,up,lo,dmy,*pj);
                   1535:                } else
                   1536:                        *pj = lo;
                   1537:        }
                   1538: }
                   1539:
                   1540: /* p -= hc*r */
                   1541:
1.24      noro     1542: void red_by_vect(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     1543: {
                   1544:        register unsigned int up,lo;
                   1545:        unsigned int dmy;
                   1546:
                   1547:        *p++ = 0; r++; len--;
                   1548:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   1549:                if ( *r ) {
1.20      noro     1550:                        DMA(*r,hc,*p,up,lo);
1.18      noro     1551:                        if ( up ) {
                   1552:                                DSAB(m,up,lo,dmy,*p);
                   1553:                        } else
                   1554:                                *p = lo;
                   1555:                }
                   1556: }
                   1557:
1.21      noro     1558: extern unsigned int **psca;
                   1559:
1.24      noro     1560: void reduce_sp_by_red_mod_compress (int *sp,CDP *redmat,int *ind,
                   1561:        int nred,int col,int md)
1.15      noro     1562: {
1.24      noro     1563:        int i,len;
1.15      noro     1564:        CDP ri;
1.24      noro     1565:        unsigned int hc;
1.18      noro     1566:        unsigned int *usp;
1.15      noro     1567:
1.18      noro     1568:        usp = (unsigned int *)sp;
1.15      noro     1569:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1570:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1571:                /* reduce sp by redmat[i] */
1.18      noro     1572:                usp[ind[i]] %= md;
                   1573:                if ( hc = usp[ind[i]] ) {
1.15      noro     1574:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1575:                        hc = md-hc;
                   1576:                        ri = redmat[i];
                   1577:                        len = ri->len;
1.21      noro     1578:                        red_by_compress(md,usp,psca[ri->psindex],ri->body,hc,len);
1.4       noro     1579:                }
                   1580:        }
1.18      noro     1581:        for ( i = 0; i < col; i++ )
1.24      noro     1582:                if ( usp[i] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1583:                        usp[i] %= md;
1.4       noro     1584: }
                   1585:
                   1586: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1587:
1.24      noro     1588: int generic_gauss_elim_mod(int **mat0,int row,int col,int md,int *colstat)
1.1       noro     1589: {
1.24      noro     1590:        int i,j,k,l,inv,a,rank;
                   1591:        unsigned int *t,*pivot,*pk;
1.18      noro     1592:        unsigned int **mat;
1.1       noro     1593:
1.18      noro     1594:        mat = (unsigned int **)mat0;
1.1       noro     1595:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
1.18      noro     1596:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1597:                        mat[i][j] %= md;
                   1598:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1599:                        if ( mat[i][j] )
                   1600:                                break;
1.1       noro     1601:                if ( i == row ) {
                   1602:                        colstat[j] = 0;
                   1603:                        continue;
                   1604:                } else
                   1605:                        colstat[j] = 1;
                   1606:                if ( i != rank ) {
                   1607:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1608:                }
                   1609:                pivot = mat[rank];
                   1610:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     1611:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   1612:                        if ( *pk ) {
1.24      noro     1613:                                if ( *pk >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1614:                                        *pk %= md;
1.4       noro     1615:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1616:                        }
                   1617:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1618:                        t = mat[i];
1.18      noro     1619:                        if ( a = t[j] )
                   1620:                                red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1621:                }
                   1622:                rank++;
                   1623:        }
                   1624:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1625:                if ( colstat[j] ) {
                   1626:                        pivot = mat[l];
                   1627:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1628:                                t = mat[i];
1.18      noro     1629:                                t[j] %= md;
                   1630:                                if ( a = t[j] )
                   1631:                                        red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1632:                        }
                   1633:                        l--;
1.18      noro     1634:                }
                   1635:        for ( j = 0, l = 0; l < rank; j++ )
                   1636:                if ( colstat[j] ) {
                   1637:                        t = mat[l];
                   1638:                        for ( k = j; k < col; k++ )
1.24      noro     1639:                                if ( t[k] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1640:                                        t[k] %= md;
                   1641:                        l++;
1.1       noro     1642:                }
                   1643:        return rank;
                   1644: }
                   1645:
                   1646: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1647:
1.24      noro     1648: int lu_gfmmat(GFMMAT mat,unsigned int md,int *perm)
1.1       noro     1649: {
                   1650:        int row,col;
1.24      noro     1651:        int i,j,k;
1.1       noro     1652:        unsigned int *t,*pivot;
                   1653:        unsigned int **a;
                   1654:        unsigned int inv,m;
                   1655:
                   1656:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1657:        a = mat->body;
                   1658:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1659:
                   1660:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1661:                perm[i] = i;
                   1662:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1663:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1664:                if ( i == row )
                   1665:                        return 0;
                   1666:                if ( i != k ) {
                   1667:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1668:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1669:                }
                   1670:                pivot = a[k];
                   1671:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1672:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1673:                        t = a[i];
                   1674:                        if ( m = t[k] ) {
                   1675:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1676:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1677:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1678:                                                unsigned int tj;
                   1679:
                   1680:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1681:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     1682:                                        }
                   1683:                        }
                   1684:                }
                   1685:        }
                   1686:        return 1;
                   1687: }
                   1688:
1.3       noro     1689: /*
                   1690:  Input
                   1691:        a: a row x col matrix
                   1692:        md : a modulus
                   1693:
                   1694:  Output:
                   1695:        return : d = the rank of mat
                   1696:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1697:        rinfo: array of length row
                   1698:        cinfo: array of length col
                   1699:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1700:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1701: */
                   1702:
1.24      noro     1703: int find_lhs_and_lu_mod(unsigned int **a,int row,int col,
                   1704:        unsigned int md,int **rinfo,int **cinfo)
1.3       noro     1705: {
1.24      noro     1706:        int i,j,k,d;
1.3       noro     1707:        int *rp,*cp;
                   1708:        unsigned int *t,*pivot;
                   1709:        unsigned int inv,m;
                   1710:
                   1711:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1712:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1713:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1714:                rp[i] = i;
                   1715:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1716:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1717:                if ( i == row ) {
                   1718:                        cp[k] = 0;
                   1719:                        continue;
                   1720:                } else
                   1721:                        cp[k] = 1;
                   1722:                if ( i != d ) {
                   1723:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1724:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1725:                }
                   1726:                pivot = a[d];
                   1727:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1728:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1729:                        t = a[i];
                   1730:                        if ( m = t[k] ) {
                   1731:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1732:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1733:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1734:                                                unsigned int tj;
                   1735:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1736:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     1737:                                        }
                   1738:                        }
                   1739:                }
                   1740:                d++;
                   1741:        }
                   1742:        return d;
                   1743: }
                   1744:
                   1745: /*
                   1746:   Input
                   1747:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1748:        md : modulus
                   1749:        b : n x l matrix
                   1750:  Output
                   1751:        b = a^(-1)b
                   1752:  */
                   1753:
1.24      noro     1754: void solve_by_lu_mod(int **a,int n,int md,int **b,int l)
1.3       noro     1755: {
                   1756:        unsigned int *y,*c;
                   1757:        int i,j,k;
                   1758:        unsigned int t,m,m2;
                   1759:
                   1760:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1761:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1762:        m2 = md>>1;
                   1763:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1764:                /* copy b[.][k] to c */
                   1765:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1766:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1767:                /* solve Ly=c */
                   1768:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1769:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1770:                                if ( a[i][j] ) {
                   1771:                                        m = md - a[i][j];
                   1772:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1773:                                }
                   1774:                        y[i] = t;
                   1775:                }
                   1776:                /* solve Uc=y */
                   1777:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1778:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1779:                                if ( a[i][j] ) {
                   1780:                                        m = md - a[i][j];
                   1781:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1782:                                }
                   1783:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1784:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1785:                }
                   1786:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1787:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1788:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1789:        }
                   1790: }
                   1791:
1.24      noro     1792: void Pleqm1(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1793: {
                   1794:        MAT m;
                   1795:        VECT vect;
                   1796:        pointer **mat;
                   1797:        Q *v;
                   1798:        Q q;
                   1799:        int **wmat;
                   1800:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1801:
                   1802:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1803:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1804:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1805:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1806:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1807:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1808:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1809:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1810:                                t = rem(NM(q),md);
                   1811:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1812:                                        t = (md - t) % md;
                   1813:                                wmat[i][j] = t;
                   1814:                        } else
                   1815:                                wmat[i][j] = 0;
                   1816:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1817:        if ( status < 0 )
                   1818:                *rp = 0;
                   1819:        else if ( status > 0 )
                   1820:                *rp = (VECT)ONE;
                   1821:        else {
                   1822:                n = col - 1;
                   1823:                MKVECT(vect,n);
                   1824:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1825:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1826:                }
                   1827:                *rp = vect;
                   1828:        }
                   1829: }
                   1830:
1.24      noro     1831: int gauss_elim_mod1(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1832: {
                   1833:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1834:        int *t,*pivot;
                   1835:
                   1836:        n = col - 1;
                   1837:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1838:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1839:                if ( i == row )
                   1840:                        return 1;
                   1841:                if ( i != j ) {
                   1842:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1843:                }
                   1844:                pivot = mat[j];
                   1845:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1846:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1847:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1848:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1849:                        t = mat[i];
                   1850:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1851:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1852:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1853:                }
                   1854:        }
                   1855:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1856:        if ( i == row ) {
                   1857:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1858:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1859:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1860:                                mat[i][j] = 0;
                   1861:                        }
                   1862:                }
                   1863:                return 0;
                   1864:        } else
                   1865:                return -1;
                   1866: }
                   1867:
1.24      noro     1868: void Pgeninvm(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     1869: {
                   1870:        MAT m;
                   1871:        pointer **mat;
                   1872:        Q **tmat;
                   1873:        Q q;
                   1874:        unsigned int **wmat;
                   1875:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1876:        MAT mat1,mat2;
                   1877:        NODE node1,node2;
                   1878:
                   1879:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1880:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1881:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1882:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1883:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1884:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1885:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1886:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1887:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1888:                                t = rem(NM(q),md);
                   1889:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1890:                                        t = (md - t) % md;
                   1891:                                wmat[i][j] = t;
                   1892:                        }
                   1893:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1894:        }
                   1895:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1896:        if ( status > 0 )
                   1897:                *rp = 0;
                   1898:        else {
                   1899:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1900:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1901:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     1902:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
1.1       noro     1903:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1904:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     1905:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
1.1       noro     1906:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1907:        }
                   1908: }
                   1909:
1.24      noro     1910: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1911: {
                   1912:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1913:        unsigned int *t,*pivot;
                   1914:
                   1915:        n = col; m = row+col;
                   1916:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1917:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1918:                if ( i == row )
                   1919:                        return 1;
                   1920:                if ( i != j ) {
                   1921:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1922:                }
                   1923:                pivot = mat[j];
                   1924:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1925:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1926:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1927:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1928:                        t = mat[i];
                   1929:                        if ( a = t[j] )
                   1930:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1931:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1932:                }
                   1933:        }
                   1934:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1935:                pivot = mat[j];
                   1936:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1937:                        t = mat[i];
                   1938:                        if ( a = t[j] )
                   1939:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1940:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1941:                }
                   1942:        }
                   1943:        return 0;
                   1944: }
                   1945:
1.24      noro     1946: void Psolve_by_lu_gfmmat(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1947: {
                   1948:        GFMMAT lu;
                   1949:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1950:        int n,i;
                   1951:        unsigned int md;
                   1952:        unsigned int *b,*sol;
                   1953:        VECT r;
                   1954:
                   1955:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1956:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1957:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1958:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1959:        n = lu->col;
                   1960:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1961:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1962:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1963:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1964:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1965:        MKVECT(r,n);
                   1966:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
1.24      noro     1967:                        UTOQ(sol[i],v[i]);
1.1       noro     1968:        *rp = r;
                   1969: }
                   1970:
1.24      noro     1971: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT lu,unsigned int md,
                   1972:        unsigned int *b,unsigned int *x)
1.1       noro     1973: {
                   1974:        int n;
                   1975:        unsigned int **a;
                   1976:        unsigned int *y;
                   1977:        int i,j;
                   1978:        unsigned int t,m;
                   1979:
                   1980:        n = lu->col;
                   1981:        a = lu->body;
                   1982:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1983:        /* solve Ly=b */
                   1984:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1985:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1986:                        if ( a[i][j] ) {
                   1987:                                m = md - a[i][j];
                   1988:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1989:                        }
                   1990:                y[i] = t;
                   1991:        }
                   1992:        /* solve Ux=y */
                   1993:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1994:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1995:                        if ( a[i][j] ) {
                   1996:                                m = md - a[i][j];
                   1997:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   1998:                        }
                   1999:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2000:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   2001:        }
                   2002: }
                   2003:
1.24      noro     2004: void Plu_gfmmat(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     2005: {
                   2006:        MAT m;
                   2007:        GFMMAT mm;
                   2008:        unsigned int md;
                   2009:        int i,row,col,status;
                   2010:        int *iperm;
                   2011:        Q *v;
                   2012:        VECT perm;
                   2013:        NODE n0;
                   2014:
                   2015:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   2016:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   2017:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2018:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   2019:        row = m->row;
                   2020:        col = m->col;
                   2021:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2022:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   2023:        if ( !status )
                   2024:                n0 = 0;
                   2025:        else {
                   2026:                MKVECT(perm,row);
                   2027:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   2028:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   2029:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   2030:        }
                   2031:        MKLIST(*rp,n0);
                   2032: }
                   2033:
1.24      noro     2034: void Pmat_to_gfmmat(NODE arg,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2035: {
                   2036:        MAT m;
                   2037:        unsigned int md;
                   2038:
                   2039:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   2040:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   2041:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2042:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   2043: }
                   2044:
1.24      noro     2045: void mat_to_gfmmat(MAT m,unsigned int md,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2046: {
                   2047:        unsigned int **wmat;
                   2048:        unsigned int t;
                   2049:        Q **mat;
                   2050:        Q q;
                   2051:        int i,j,row,col;
                   2052:
                   2053:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   2054:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   2055:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2056:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   2057:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2058:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   2059:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2060:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2061:                                        t = (md - t) % md;
                   2062:                                wmat[i][j] = t;
                   2063:                        }
                   2064:        }
                   2065:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   2066: }
                   2067:
1.27      noro     2068: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   2069: NODE arg;
                   2070: LIST *rp;
1.1       noro     2071: {
                   2072:        MAT m;
                   2073:        pointer **mat;
                   2074:        Q **tmat;
                   2075:        Q *tvect;
                   2076:        Q q;
                   2077:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   2078:        int *index;
                   2079:        unsigned int t,md;
                   2080:        int i,j,row,col,status;
                   2081:        MAT mat1;
                   2082:        VECT vect1;
                   2083:        NODE node1,node2;
                   2084:
                   2085:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   2086:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   2087:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2088:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2089:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   2090:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2091:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2092:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2093:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2094:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2095:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2096:                                        t = (md - t) % md;
                   2097:                                wmat[i][j] = t;
                   2098:                        }
                   2099:                wmat[i][col+i] = 1;
                   2100:        }
                   2101:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   2102:        if ( status > 0 )
                   2103:                *rp = 0;
                   2104:        else {
                   2105:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2106:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2107:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2108:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   2109:                MKVECT(vect1,row);
                   2110:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2111:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2112:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2113:        }
                   2114: }
                   2115:
1.27      noro     2116: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   2117: unsigned int **mat;
                   2118: int row,col;
                   2119: unsigned int md;
                   2120: unsigned int ***invmatp;
                   2121: int **indexp;
1.1       noro     2122: {
                   2123:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2124:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   2125:        int *index;
                   2126:        unsigned int **invmat;
                   2127:
                   2128:        n = col; m = row+col;
                   2129:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2130:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2131:                index[i] = i;
                   2132:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2133:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2134:                if ( i == row ) {
                   2135:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2136:                }
                   2137:                if ( i != j ) {
                   2138:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2139:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2140:                }
                   2141:                pivot = mat[j];
                   2142:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   2143:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2144:                        if ( pivot[k] )
                   2145:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2146:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2147:                        t = mat[i];
                   2148:                        if ( a = t[j] )
                   2149:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2150:                                        if ( pivot[k] )
                   2151:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2152:                }
                   2153:        }
                   2154:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2155:                pivot = mat[j];
                   2156:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2157:                        t = mat[i];
                   2158:                        if ( a = t[j] )
                   2159:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2160:                                        if ( pivot[k] )
                   2161:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2162:                }
                   2163:        }
                   2164:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
1.27      noro     2165:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2166:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2167:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2168:        return 0;
                   2169: }
                   2170:
                   2171: void Pgeninv_sf_swap(NODE arg,LIST *rp)
                   2172: {
                   2173:        MAT m;
                   2174:        GFS **mat,**tmat;
                   2175:        Q *tvect;
                   2176:        GFS q;
                   2177:        int **wmat,**invmat;
                   2178:        int *index;
                   2179:        unsigned int t;
                   2180:        int i,j,row,col,status;
                   2181:        MAT mat1;
                   2182:        VECT vect1;
                   2183:        NODE node1,node2;
                   2184:
                   2185:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninv_sf_swap");
                   2186:        m = (MAT)ARG0(arg);
                   2187:        row = m->row; col = m->col; mat = (GFS **)m->body;
                   2188:        wmat = (int **)almat(row,col+row);
                   2189:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2190:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2191:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2192:                        if ( q = (GFS)mat[i][j] )
                   2193:                                wmat[i][j] = FTOIF(CONT(q));
                   2194:                wmat[i][col+i] = _onesf();
                   2195:        }
                   2196:        status = gauss_elim_geninv_sf_swap(wmat,row,col,&invmat,&index);
                   2197:        if ( status > 0 )
                   2198:                *rp = 0;
                   2199:        else {
                   2200:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2201:                for ( i = 0, tmat = (GFS **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2202:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2203:                                if ( t = invmat[i][j] ) {
                   2204:                                        MKGFS(IFTOF(t),tmat[i][j]);
                   2205:                                }
                   2206:                MKVECT(vect1,row);
                   2207:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2208:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2209:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2210:        }
                   2211: }
                   2212:
                   2213: int gauss_elim_geninv_sf_swap(int **mat,int row,int col,
                   2214:        int ***invmatp,int **indexp)
                   2215: {
                   2216:        int i,j,k,inv,a,n,m,u;
                   2217:        int *t,*pivot,*s;
                   2218:        int *index;
                   2219:        int **invmat;
                   2220:
                   2221:        n = col; m = row+col;
                   2222:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2223:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2224:                index[i] = i;
                   2225:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2226:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2227:                if ( i == row ) {
                   2228:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2229:                }
                   2230:                if ( i != j ) {
                   2231:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2232:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2233:                }
                   2234:                pivot = mat[j];
                   2235:                inv = _invsf(pivot[j]);
                   2236:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2237:                        if ( pivot[k] )
                   2238:                                pivot[k] = _mulsf(pivot[k],inv);
                   2239:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2240:                        t = mat[i];
                   2241:                        if ( a = t[j] )
                   2242:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2243:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2244:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2245:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2246:                                        }
                   2247:                }
                   2248:        }
                   2249:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2250:                pivot = mat[j];
                   2251:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2252:                        t = mat[i];
                   2253:                        if ( a = t[j] )
                   2254:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2255:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2256:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2257:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2258:                                        }
                   2259:                }
                   2260:        }
                   2261:        *invmatp = invmat = (int **)almat(col,col);
1.1       noro     2262:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2263:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2264:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2265:        return 0;
                   2266: }
                   2267:
                   2268: void _addn(N,N,N);
                   2269: int _subn(N,N,N);
                   2270: void _muln(N,N,N);
                   2271:
1.24      noro     2272: void inner_product_int(Q *a,Q *b,int n,Q *r)
1.1       noro     2273: {
                   2274:        int la,lb,i;
                   2275:        int sgn,sgn1;
                   2276:        N wm,wma,sum,t;
                   2277:
                   2278:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2279:                if ( a[i] )
                   2280:                        if ( DN(a[i]) )
                   2281:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2282:                        else
                   2283:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2284:                if ( b[i] )
                   2285:                        if ( DN(b[i]) )
                   2286:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2287:                        else
                   2288:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2289:        }
                   2290:        sgn = 0;
                   2291:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2292:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2293:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2294:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2295:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2296:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2297:                        continue;
                   2298:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2299:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2300:                if ( !sgn ) {
                   2301:                        sgn = sgn1;
                   2302:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2303:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2304:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2305:                        if ( !PL(wma) )
                   2306:                                sgn = 0;
                   2307:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2308:                } else {
                   2309:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2310:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2311:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2312:                }
                   2313:        }
                   2314:        GC_free(wm);
                   2315:        GC_free(wma);
                   2316:        if ( !sgn ) {
                   2317:                GC_free(sum);
                   2318:                *r = 0;
                   2319:        } else
                   2320:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2321: }
                   2322:
1.3       noro     2323: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2324:
1.24      noro     2325: void inner_product_mat_int_mod(Q **a,int **b,int n,int k,int l,Q *r)
1.3       noro     2326: {
                   2327:        int la,lb,i;
                   2328:        int sgn,sgn1;
                   2329:        N wm,wma,sum,t;
                   2330:        Q aki;
                   2331:        int bil,bilsgn;
                   2332:        struct oN tn;
                   2333:
                   2334:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2335:                if ( aki = a[k][i] )
                   2336:                        if ( DN(aki) )
                   2337:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2338:                        else
                   2339:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2340:        }
                   2341:        lb = 1;
                   2342:        sgn = 0;
                   2343:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2344:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2345:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2346:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2347:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2348:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2349:                        continue;
                   2350:                tn.p = 1;
                   2351:                if ( bil > 0 ) {
                   2352:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2353:                } else {
                   2354:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2355:                }
                   2356:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2357:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2358:                if ( !sgn ) {
                   2359:                        sgn = sgn1;
                   2360:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2361:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2362:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2363:                        if ( !PL(wma) )
                   2364:                                sgn = 0;
                   2365:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2366:                } else {
                   2367:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2368:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2369:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2370:                }
                   2371:        }
                   2372:        GC_free(wm);
                   2373:        GC_free(wma);
                   2374:        if ( !sgn ) {
                   2375:                GC_free(sum);
                   2376:                *r = 0;
                   2377:        } else
                   2378:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2379: }
                   2380:
1.24      noro     2381: void Pmul_mat_vect_int(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     2382: {
                   2383:        MAT mat;
                   2384:        VECT vect,r;
                   2385:        int row,col,i;
                   2386:
                   2387:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2388:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2389:        row = mat->row;
                   2390:        col = mat->col;
                   2391:        MKVECT(r,row);
1.24      noro     2392:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2393:                inner_product_int((Q *)mat->body[i],(Q *)vect->body,col,(Q *)&r->body[i]);
                   2394:        }
1.1       noro     2395:        *rp = r;
                   2396: }
                   2397:
1.24      noro     2398: void Pnbpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2399: {
                   2400:        int m,type,ret;
                   2401:        UP2 r;
                   2402:
                   2403:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2404:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2405:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2406:        if ( ret == 0 )
                   2407:                MKGF2N(r,*rp);
                   2408:        else
                   2409:                *rp = 0;
                   2410: }
                   2411:
1.24      noro     2412: void Px962_irredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2413: {
1.24      noro     2414:        int m,ret,w;
1.1       noro     2415:        GF2N prev;
                   2416:        UP2 r;
                   2417:
                   2418:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2419:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2420:        if ( !prev ) {
                   2421:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2422:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2423:        } else {
                   2424:                r = prev->body;
                   2425:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2426:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2427:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2428:                }
                   2429:        }
1.24      noro     2430:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     2431:        if ( ret == 0 )
                   2432:                MKGF2N(r,*rp);
                   2433:        else
                   2434:                *rp = 0;
                   2435: }
                   2436:
1.24      noro     2437: void Pirredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2438: {
1.24      noro     2439:        int m,ret,w;
1.1       noro     2440:        GF2N prev;
                   2441:        UP2 r;
                   2442:
                   2443:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2444:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2445:        if ( !prev ) {
                   2446:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2447:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2448:        } else {
                   2449:                r = prev->body;
                   2450:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2451:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2452:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2453:                }
                   2454:        }
1.24      noro     2455:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     2456:        if ( ret == 0 )
                   2457:                MKGF2N(r,*rp);
                   2458:        else
                   2459:                *rp = 0;
                   2460: }
                   2461:
1.26      noro     2462: void Pmat_swap_row_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   2463: {
                   2464:        int i1,i2;
                   2465:        pointer *t;
                   2466:        MAT mat;
                   2467:
                   2468:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_row_destructive");
                   2469:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   2470:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   2471:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2472:        i1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2473:        i2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   2474:        if ( i1 < 0 || i2 < 0 || i1 >= mat->row || i2 >= mat->row )
                   2475:                error("mat_swap_row_destructive : Out of range");
                   2476:        t = mat->body[i1];
                   2477:        mat->body[i1] = mat->body[i2];
                   2478:        mat->body[i2] = t;
                   2479:        *m = mat;
                   2480: }
                   2481:
                   2482: void Pmat_swap_col_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   2483: {
                   2484:        int j1,j2,i,n;
                   2485:        pointer *mi;
                   2486:        pointer t;
                   2487:        MAT mat;
                   2488:
                   2489:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_col_destructive");
                   2490:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   2491:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   2492:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2493:        j1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2494:        j2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   2495:        if ( j1 < 0 || j2 < 0 || j1 >= mat->col || j2 >= mat->col )
                   2496:                error("mat_swap_col_destructive : Out of range");
                   2497:        n = mat->row;
                   2498:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2499:                mi = mat->body[i];
                   2500:                t = mi[j1]; mi[j1] = mi[j2]; mi[j2] = t;
                   2501:        }
                   2502:        *m = mat;
                   2503: }
1.1       noro     2504: /*
                   2505:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2506:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2507:  *
                   2508:  * return value : 0  --- exists
                   2509:  *                1  --- does not exist
                   2510:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2511:  */
                   2512:
                   2513: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2514: {
                   2515:        int i,r;
                   2516:        int w;
                   2517:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2518:
                   2519:        w = (m>>5)+1;
                   2520:        switch ( type ) {
                   2521:                case 1:
                   2522:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2523:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2524:                        /* set all the bits */
                   2525:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2526:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2527:                        /* mask the top word if necessary */
                   2528:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2529:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2530:                        return 0;
                   2531:                        break;
                   2532:                case 2:
                   2533:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2534:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2535:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2536:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2537:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2538:
                   2539:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2540:
                   2541:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2542:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2543:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2544:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2545:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2546:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2547:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2548:                                /* cyclic change of the variables */
                   2549:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2550:                        }
                   2551:                        _copyup2(f1,f);
                   2552:                        return 0;
                   2553:                        break;
                   2554:                default:
                   2555:                        return -1;
                   2556:                        break;
                   2557:                }
                   2558: }
                   2559:
                   2560: /*
                   2561:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2562:  * return value : 0  --- exists
                   2563:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2564:  */
                   2565:
                   2566: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2567: {
                   2568:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2569:        int w;
                   2570:        unsigned int *fd;
                   2571:
                   2572:        /*
                   2573:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2574:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2575:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2576:         */
                   2577:
                   2578:        fd = f->b;
                   2579:        w = (d>>5)+1;
                   2580:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2581:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2582:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2583:                switch ( nz ) {
                   2584:                        case 3:
                   2585:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2586:                                /* reset i0-th bit */
                   2587:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2588:                                j0 = k0 = 0;
                   2589:                                break;
                   2590:                        case 5:
                   2591:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2592:                                /* reset i0-th bit */
                   2593:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2594:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2595:                                /* reset j0-th bit */
                   2596:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2597:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2598:                                /* reset k0-th bit */
                   2599:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2600:                                break;
                   2601:                        default:
                   2602:                                f->w = 0; break;
                   2603:                }
                   2604:        } else
                   2605:                f->w = 0;
                   2606:
                   2607:        if ( !f->w ) {
                   2608:                fd = f->b;
                   2609:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2610:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2611:        }
                   2612:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2613:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2614:
                   2615:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2616:
                   2617:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2618:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2619:                if ( i < i0 ) continue;
                   2620:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2621:                /* set i-th bit */
                   2622:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2623:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2624:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2625:                /* reset i-th bit */
                   2626:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2627:        }
                   2628:
                   2629:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2630: PENTA:
                   2631:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2632:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2633:                if ( i < i0 ) continue;
                   2634:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2635:                /* set i-th bit */
                   2636:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2637:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2638:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2639:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2640:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2641:                        /* set j-th bit */
                   2642:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2643:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2644:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2645:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2646:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2647:                                /* set k-th bit */
                   2648:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2649:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2650:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2651:                                /* reset k-th bit */
                   2652:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2653:                        }
                   2654:                        /* reset j-th bit */
                   2655:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2656:                }
                   2657:                /* reset i-th bit */
                   2658:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2659:        }
                   2660:        /* exhausted */
                   2661:        return 1;
                   2662: }
                   2663:
                   2664: /*
                   2665:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2666:  *
                   2667:  * searching strategy:
                   2668:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2669:  *         i is as small as possible.
                   2670:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2671:  *         i is as small as possible.
                   2672:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2673:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2674:  *
                   2675:  * return value : 0  --- exists
                   2676:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2677:  */
                   2678:
                   2679: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2680: {
                   2681:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2682:        int w;
                   2683:        unsigned int *fd;
                   2684:
                   2685:        /*
                   2686:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2687:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2688:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2689:         */
                   2690:
                   2691:        fd = f->b;
                   2692:        w = (d>>5)+1;
                   2693:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2694:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2695:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2696:                switch ( nz ) {
                   2697:                        case 3:
                   2698:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2699:                                /* reset i0-th bit */
                   2700:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2701:                                j0 = k0 = 0;
                   2702:                                break;
                   2703:                        case 5:
                   2704:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2705:                                /* reset i0-th bit */
                   2706:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2707:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2708:                                /* reset j0-th bit */
                   2709:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2710:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2711:                                /* reset k0-th bit */
                   2712:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2713:                                break;
                   2714:                        default:
                   2715:                                f->w = 0; break;
                   2716:                }
                   2717:        } else
                   2718:                f->w = 0;
                   2719:
                   2720:        if ( !f->w ) {
                   2721:                fd = f->b;
                   2722:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2723:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2724:        }
                   2725:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2726:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2727:
                   2728:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2729:
                   2730:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2731:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2732:                if ( i < i0 ) continue;
                   2733:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2734:                /* set i-th bit */
                   2735:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2736:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2737:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2738:                /* reset i-th bit */
                   2739:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2740:        }
                   2741:
                   2742:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2743: PENTA:
                   2744:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2745:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2746:                if ( i < i0 ) continue;
                   2747:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2748:                /* set i-th bit */
                   2749:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2750:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2751:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2752:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2753:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2754:                        /* set j-th bit */
                   2755:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2756:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2757:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2758:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2759:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2760:                                /* set k-th bit */
                   2761:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2762:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2763:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2764:                                /* reset k-th bit */
                   2765:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2766:                        }
                   2767:                        /* reset j-th bit */
                   2768:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2769:                }
                   2770:                /* reset i-th bit */
                   2771:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2772:        }
                   2773:        /* exhausted */
                   2774:        return 1;
1.3       noro     2775: }
                   2776:
1.24      noro     2777: void printqmat(Q **mat,int row,int col)
1.3       noro     2778: {
                   2779:        int i,j;
                   2780:
                   2781:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2782:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     2783:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     2784:                }
                   2785:                printf("\n");
                   2786:        }
                   2787: }
                   2788:
1.24      noro     2789: void printimat(int **mat,int row,int col)
1.3       noro     2790: {
                   2791:        int i,j;
                   2792:
                   2793:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2794:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2795:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2796:                }
                   2797:                printf("\n");
                   2798:        }
1.1       noro     2799: }

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