[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 1.30

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:  *
1.30    ! saito      48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.29 2003/06/09 16:18:09 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++);
1.30    ! saito     498:        if ( row == 1 ) {
        !           499:                if ( OID(ARG0(arg)) == O_MAT ) {
        !           500:                        *rp=ARG0(arg);
        !           501:                        return;
        !           502:                } else if ( !(OID(ARG0(arg)) == O_LIST || OID(ARG0(arg)) == O_VECT)) {
        !           503:                        error("mat : invalid argument");
        !           504:                }
        !           505:        }
1.29      saito     506:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
                    507:                v = ARG0(arg);
                    508:                col = v->len;
                    509:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
                    510:                for (col = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), col++);
1.30    ! saito     511:        } else {
        !           512:                error("mat : invalid argument");
1.29      saito     513:        }
                    514:
1.28      saito     515:        MKMAT(m,row,col);
1.29      saito     516:        for (row = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), row++) {
                    517:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
                    518:                        error("mat : invalid argument");
                    519:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
                    520:                        v = tn->body;
                    521:                        ent = BDY(v);
                    522:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[row][i] = (Obj)ent[i];
                    523:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
                    524:                        for (col = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; col++, sn = NEXT(sn) )
                    525:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
                    526:                } else {
                    527:                        error("mat : invalid argument");
                    528:                }
                    529:        }
                    530:        *rp = m;
                    531: }
                    532:
                    533: void Pmatc(NODE arg, MAT *rp)
                    534: {
                    535:        int row,col;
                    536:        int i;
                    537:        MAT m;
                    538:        pointer **mb;
                    539:        pointer *ent;
                    540:        NODE tn, sn;
                    541:        VECT v;
                    542:
                    543:        if ( !arg ) {
                    544:                *rp =0;
                    545:                return;
                    546:        }
                    547:
                    548:        for (col = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), col++);
1.30    ! saito     549:        if ( col == 1 ) {
        !           550:                if ( OID(ARG0(arg)) == O_MAT ) {
        !           551:                        *rp=ARG0(arg);
        !           552:                        return;
        !           553:                } else if ( !(OID(ARG0(arg)) == O_LIST || OID(ARG0(arg)) == O_VECT)) {
        !           554:                        error("matc : invalid argument");
        !           555:                }
        !           556:        }
1.29      saito     557:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
                    558:                v = ARG0(arg);
                    559:                row = v->len;
                    560:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
                    561:                for (row = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), row++);
1.30    ! saito     562:        } else {
        !           563:                error("matc : invalid argument");
1.29      saito     564:        }
                    565:
                    566:        MKMAT(m,row,col);
                    567:        for (col = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), col++) {
                    568:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
                    569:                        error("matc : invalid argument");
                    570:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
                    571:                        v = tn->body;
                    572:                        ent = BDY(v);
                    573:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[i][col] = (Obj)ent[i];
                    574:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
                    575:                        for (row = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; row++, sn = NEXT(sn) )
                    576:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
                    577:                } else {
                    578:                        error("matc : invalid argument");
                    579:                }
                    580:        }
1.1       noro      581:        *rp = m;
                    582: }
                    583:
1.24      noro      584: void Pvtol(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      585: {
                    586:        NODE n,n1;
                    587:        VECT v;
                    588:        pointer *a;
                    589:        int len,i;
                    590:
                    591:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    592:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    593:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    594:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    595:        }
                    596:        MKLIST(*rp,n);
                    597: }
                    598:
1.24      noro      599: void Premainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      600: {
                    601:        Obj a;
                    602:        VECT v,w;
                    603:        MAT m,l;
                    604:        pointer *vb,*wb;
                    605:        pointer **mb,**lb;
                    606:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    607:        Q md,q;
                    608:
                    609:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    610:        if ( !a )
                    611:                *rp = 0;
                    612:        else {
                    613:                id = OID(a);
                    614:                switch ( id ) {
                    615:                        case O_N:
                    616:                        case O_P:
                    617:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    618:                        case O_VECT:
                    619:                                smd = QTOS(md);
                    620:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    621:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    622:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    623:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    624:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    625:                                                STOQ(t,q);
                    626:                                                if ( q )
                    627:                                                        SGN(q) = sgn;
                    628:                                        }
                    629:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    630:                                }
                    631:                                *rp = (Obj)w;
                    632:                                break;
                    633:                        case O_MAT:
                    634:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    635:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    636:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    637:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    638:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    639:                                *rp = (Obj)l;
                    640:                                break;
                    641:                        default:
                    642:                                error("remainder : invalid argument");
                    643:                }
                    644:        }
                    645: }
                    646:
1.24      noro      647: void Psremainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      648: {
                    649:        Obj a;
                    650:        VECT v,w;
                    651:        MAT m,l;
                    652:        pointer *vb,*wb;
                    653:        pointer **mb,**lb;
                    654:        unsigned int t,smd;
                    655:        int id,i,j,n,row,col;
                    656:        Q md,q;
                    657:
                    658:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    659:        if ( !a )
                    660:                *rp = 0;
                    661:        else {
                    662:                id = OID(a);
                    663:                switch ( id ) {
                    664:                        case O_N:
                    665:                        case O_P:
                    666:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    667:                        case O_VECT:
                    668:                                smd = QTOS(md);
                    669:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    670:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    671:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    672:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    673:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    674:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    675:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    676:                                                UTOQ(t,q);
                    677:                                        }
                    678:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    679:                                }
                    680:                                *rp = (Obj)w;
                    681:                                break;
                    682:                        case O_MAT:
                    683:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    684:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    685:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    686:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    687:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    688:                                *rp = (Obj)l;
                    689:                                break;
                    690:                        default:
                    691:                                error("remainder : invalid argument");
                    692:                }
                    693:        }
                    694: }
                    695:
1.24      noro      696: void Psize(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      697: {
                    698:
                    699:        int n,m;
                    700:        Q q;
                    701:        NODE t,s;
                    702:
                    703:        if ( !ARG0(arg) )
                    704:                 t = 0;
                    705:        else {
                    706:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    707:                        case O_VECT:
                    708:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    709:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    710:                                break;
                    711:                        case O_MAT:
                    712:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    713:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    714:                                break;
                    715:                        default:
                    716:                                error("size : invalid argument"); break;
                    717:                }
                    718:        }
                    719:        MKLIST(*rp,t);
                    720: }
                    721:
1.24      noro      722: void Pdet(NODE arg,P *rp)
1.1       noro      723: {
                    724:        MAT m;
                    725:        int n,i,j,mod;
                    726:        P d;
                    727:        P **mat,**w;
                    728:
                    729:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    730:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    731:        if ( m->row != m->col )
                    732:                error("det : non-square matrix");
                    733:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    734:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    735:        else {
                    736:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    737:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    738:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    739:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    740:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    741:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    742:                mptop(d,rp);
1.23      noro      743:        }
                    744: }
                    745:
1.24      noro      746: void Pinvmat(NODE arg,LIST *rp)
1.23      noro      747: {
                    748:        MAT m,r;
                    749:        int n,i,j,mod;
                    750:        P dn;
                    751:        P **mat,**imat,**w;
                    752:        NODE nd;
                    753:
                    754:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    755:        asir_assert(m,O_MAT,"invmat");
                    756:        if ( m->row != m->col )
                    757:                error("invmat : non-square matrix");
                    758:        else if ( argc(arg) == 1 ) {
                    759:                n = m->row;
                    760:                invmatp(CO,(P **)BDY(m),n,&imat,&dn);
                    761:                NEWMAT(r); r->row = n; r->col = n; r->body = (pointer **)imat;
                    762:                nd = mknode(2,r,dn);
                    763:                MKLIST(*rp,nd);
                    764:        } else {
                    765:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    766:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    767:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    768:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    769:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    770: #if 0
                    771:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    772:                mptop(d,rp);
                    773: #else
                    774:                error("not implemented yet");
                    775: #endif
1.1       noro      776:        }
1.25      noro      777: }
                    778:
                    779: /*
                    780:        input : a row x col matrix A
                    781:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    782:
                    783:        output : [B,R,C]
                    784:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    785:                R : a vector of length rank(A)
                    786:                C : a vector of length col-rank(A)
                    787:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    788: */
                    789:
                    790: void Pgeneric_gauss_elim(NODE arg,LIST *rp)
                    791: {
                    792:        NODE n0;
                    793:        MAT m,nm;
                    794:        int *ri,*ci;
                    795:        VECT rind,cind;
                    796:        Q dn,q;
                    797:        int i,j,k,l,row,col,t,rank;
                    798:
                    799:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim");
                    800:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    801:        row = m->row; col = m->col;
                    802:        rank = generic_gauss_elim(m,&nm,&dn,&ri,&ci);
                    803:        t = col-rank;
                    804:        MKVECT(rind,rank);
                    805:        MKVECT(cind,t);
                    806:        for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    807:                STOQ(ri[i],q);
                    808:                BDY(rind)[i] = (pointer)q;
                    809:        }
                    810:        for ( i = 0; i < t; i++ ) {
                    811:                STOQ(ci[i],q);
                    812:                BDY(cind)[i] = (pointer)q;
                    813:        }
                    814:        n0 = mknode(4,nm,dn,rind,cind);
                    815:        MKLIST(*rp,n0);
1.1       noro      816: }
                    817:
                    818: /*
                    819:        input : a row x col matrix A
                    820:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    821:
                    822:        output : [B,R,C]
                    823:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    824:                R : a vector of length rank(A)
                    825:                C : a vector of length col-rank(A)
                    826:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    827: */
                    828:
1.24      noro      829: void Pgeneric_gauss_elim_mod(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      830: {
                    831:        NODE n0;
                    832:        MAT m,mat;
                    833:        VECT rind,cind;
                    834:        Q **tmat;
                    835:        int **wmat;
                    836:        Q *rib,*cib;
                    837:        int *colstat;
                    838:        Q q;
1.24      noro      839:        int md,i,j,k,l,row,col,t,rank;
1.1       noro      840:
                    841:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    842:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    843:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    844:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    845:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    846:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    847:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    848:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    849:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    850:                                t = rem(NM(q),md);
                    851:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    852:                                        t = (md - t) % md;
                    853:                                wmat[i][j] = t;
                    854:                        } else
                    855:                                wmat[i][j] = 0;
                    856:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    857:
                    858:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    859:        tmat = (Q **)mat->body;
                    860:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    861:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    862:                        if ( !colstat[j] ) {
                    863:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    864:                        }
                    865:
                    866:        MKVECT(rind,rank);
                    867:        MKVECT(cind,col-rank);
                    868:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    869:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    870:                if ( colstat[j] ) {
                    871:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    872:                } else {
                    873:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    874:                }
                    875:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    876:        MKLIST(*rp,n0);
                    877: }
                    878:
1.24      noro      879: void Pleqm(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      880: {
                    881:        MAT m;
                    882:        VECT vect;
                    883:        pointer **mat;
                    884:        Q *v;
                    885:        Q q;
                    886:        int **wmat;
                    887:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    888:
                    889:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    890:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    891:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    892:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    893:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    894:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    895:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    896:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    897:                                t = rem(NM(q),md);
                    898:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    899:                                        t = (md - t) % md;
                    900:                                wmat[i][j] = t;
                    901:                        } else
                    902:                                wmat[i][j] = 0;
                    903:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    904:        if ( status < 0 )
                    905:                *rp = 0;
                    906:        else if ( status > 0 )
                    907:                *rp = (VECT)ONE;
                    908:        else {
                    909:                n = col - 1;
                    910:                MKVECT(vect,n);
                    911:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    912:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    913:                }
                    914:                *rp = vect;
                    915:        }
                    916: }
                    917:
1.24      noro      918: int gauss_elim_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro      919: {
                    920:        int i,j,k,inv,a,n;
                    921:        int *t,*pivot;
                    922:
                    923:        n = col - 1;
                    924:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    925:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    926:                if ( i == row )
                    927:                        return 1;
                    928:                if ( i != j ) {
                    929:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    930:                }
                    931:                pivot = mat[j];
                    932:                inv = invm(pivot[j],md);
                    933:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    934: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    935:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    936:                }
                    937:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    938:                        t = mat[i];
                    939:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    940:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro      941:                                        unsigned int tk;
1.1       noro      942: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro      943:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                    944:                                        t[k] = tk;
1.1       noro      945:                                }
                    946:                }
                    947:        }
                    948:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    949:        if ( i == row )
                    950:                return 0;
                    951:        else
                    952:                return -1;
                    953: }
                    954:
1.4       noro      955: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      956:
1.24      noro      957: int generic_gauss_elim(MAT mat,MAT *nm,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.1       noro      958: {
                    959:        int **wmat;
                    960:        Q **bmat;
                    961:        N **tmat;
                    962:        Q *bmi;
                    963:        N *tmi;
                    964:        Q q;
                    965:        int *wmi;
                    966:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    967:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    968:        N m1,m2,m3,s,u;
                    969:        MAT r,crmat;
                    970:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    971:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    972:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    973:        int ret;
                    974:
                    975:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    976:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    977:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    978:        bmat = (Q **)mat->body;
                    979:        row = mat->row; col = mat->col;
                    980:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    981:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    982:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    983:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.11      noro      984:                if ( DP_Print ) {
1.2       noro      985:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    986:                }
1.12      noro      987:                md = get_lprime(ind);
1.1       noro      988:                get_eg(&tmp0);
                    989:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    990:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    991:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    992:                                        t = rem(NM(q),md);
                    993:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    994:                                                t = (md - t) % md;
                    995:                                        wmi[j] = t;
                    996:                                } else
                    997:                                        wmi[j] = 0;
                    998:                get_eg(&tmp1);
                    999:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                   1000:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                   1001:                get_eg(&tmp0);
                   1002:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                   1003:                get_eg(&tmp1);
                   1004:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                   1005:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                   1006:                if ( !ind ) {
                   1007: RESET:
                   1008:                        UTON(md,m1);
                   1009:                        rank0 = rank;
                   1010:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                   1011:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                   1012:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                   1013:                        tmat = (N **)crmat->body;
                   1014:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1015:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1016:                                        if ( !colstat[j] ) {
                   1017:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                   1018:                                        }
                   1019:                } else {
                   1020:                        if ( rank < rank0 ) {
1.11      noro     1021:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1022:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro     1023:                                        fflush(asir_out);
                   1024:                                }
1.1       noro     1025:                                continue;
                   1026:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.11      noro     1027:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1028:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro     1029:                                        fflush(asir_out);
                   1030:                                }
1.1       noro     1031:                                goto RESET;
                   1032:                        } else {
                   1033:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                   1034:                                if ( j < col ) {
1.11      noro     1035:                                        if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1036:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro     1037:                                                fflush(asir_out);
                   1038:                                        }
1.1       noro     1039:                                        goto RESET;
                   1040:                                }
                   1041:                        }
                   1042:
                   1043:                        get_eg(&tmp0);
                   1044:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                   1045:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                   1046:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1047:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1048:                                        if ( !colstat[j] ) {
                   1049:                                                if ( tmi[k] ) {
                   1050:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                   1051:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                   1052:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                   1053:                                                                t = wmi[j]-t;
                   1054:                                                        else
                   1055:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                   1056:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                   1057:                                                        UTON(t1,u);
                   1058:                                                        muln(m1,u,&s);
                   1059:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                   1060:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                   1061:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                   1062:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                   1063:                                                        UTON(t,u);
                   1064:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                   1065:                                                }
                   1066:                                                k++;
                   1067:                                        }
                   1068:                        m1 = m3;
                   1069:                        get_eg(&tmp1);
                   1070:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                   1071:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                   1072:
                   1073:                        get_eg(&tmp0);
1.13      noro     1074:                        if ( ind % 16 )
                   1075:                                ret = 0;
                   1076:                        else
                   1077:                                ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
1.1       noro     1078:                        get_eg(&tmp1);
                   1079:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1080:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                   1081:                        if ( ret ) {
                   1082:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1083:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1084:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1085:                                        if ( colstat[j] )
                   1086:                                                rind[k++] = j;
                   1087:                                        else
                   1088:                                                cind[l++] = j;
                   1089:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro     1090:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                   1091:                                        get_eg(&tmp1);
                   1092:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                   1093:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
1.11      noro     1094:                                        if ( DP_Print ) {
1.3       noro     1095:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                   1096:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                   1097:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                   1098:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                   1099:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                   1100:                                                fflush(asir_out);
                   1101:                                        }
                   1102:                                        return rank;
                   1103:                                }
                   1104:                        }
                   1105:                }
                   1106:        }
                   1107: }
                   1108:
1.24      noro     1109: int generic_gauss_elim_hensel(MAT mat,MAT *nmmat,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.3       noro     1110: {
                   1111:        MAT bmat,xmat;
                   1112:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1113:        Q *ai,*bi,*xi;
                   1114:        int row,col;
                   1115:        int **w;
                   1116:        int *wi;
                   1117:        int **wc;
                   1118:        Q mdq,q,s,u;
                   1119:        N tn;
                   1120:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1121:        unsigned int t;
                   1122:        int *cinfo,*rinfo;
                   1123:        int *rind,*cind;
                   1124:        int count;
                   1125:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                   1126:
                   1127:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1128:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1129:        w = (int **)almat(row,col);
                   1130:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.12      noro     1131:                md = get_lprime(ind);
1.3       noro     1132:                STOQ(md,mdq);
                   1133:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1134:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1135:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                   1136:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1137:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1138:                                                t = (md - t) % md;
                   1139:                                        wi[j] = t;
                   1140:                                } else
                   1141:                                        wi[j] = 0;
                   1142:
1.27      noro     1143:                rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
1.3       noro     1144:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1145:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1146:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1147:                        if ( cinfo[j] ) {
                   1148:                                /* the column is in lhs */
                   1149:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1150:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1151:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1152:                                }
                   1153:                                li++;
                   1154:                        } else {
                   1155:                                /* the column is in rhs */
                   1156:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1157:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1158:                                ri++;
                   1159:                        }
                   1160:
                   1161:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1162:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1163:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1164:                        /* use the right part of w as work area */
                   1165:                        /* ri = col - rank */
                   1166:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1167:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1168:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1169:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1170:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1171:
                   1172:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                   1173:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                   1174:                                fprintf(stderr,".");
                   1175:                                /* wc = -b mod md */
                   1176:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1177:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1178:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1179:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1180:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1181:                                                                t = (md - t) % md;
                   1182:                                                        wi[j] = t;
                   1183:                                                } else
                   1184:                                                        wi[j] = 0;
                   1185:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                   1186:                                get_eg(&tmp0);
                   1187:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro     1188:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro     1189:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1190:                                /* x = x-q*wc */
                   1191:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1192:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1193:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                   1194:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                   1195:                                        }
                   1196:                                get_eg(&tmp0);
                   1197:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1198:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1199:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1200:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1201:                                                if ( s ) {
                   1202:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1203:                                                        if ( t )
                   1204:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1205:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1206:                                                } else
                   1207:                                                        b[i][j] = 0;
                   1208:                                        }
                   1209:                                get_eg(&tmp1);
                   1210:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1211:                                /* q = q*md */
                   1212:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
1.13      noro     1213:                                if ( !(count % 16) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
1.3       noro     1214:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1215:                                                if ( cinfo[j] )
                   1216:                                                        rind[k++] = j;
                   1217:                                                else
                   1218:                                                        cind[l++] = j;
                   1219:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                   1220:                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1221:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1222:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1223:                                                fflush(asir_out);
                   1224:                                                return rank;
                   1225:                                        }
1.1       noro     1226:                                }
                   1227:                        }
                   1228:        }
                   1229: }
                   1230:
                   1231: int f4_nocheck;
                   1232:
1.24      noro     1233: int gensolve_check(MAT mat,MAT nm,Q dn,int *rind,int *cind)
1.1       noro     1234: {
                   1235:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
1.24      noro     1236:        Q s,t;
1.1       noro     1237:        Q *w;
                   1238:        Q *mati,*nmk;
                   1239:
                   1240:        if ( f4_nocheck )
                   1241:                return 1;
                   1242:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1243:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1244:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1245:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1246:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1247: #if 1
                   1248:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1249:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1250:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1251:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1252:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1253:                        }
                   1254:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1255:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1256:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1257:                                break;
                   1258:                }
                   1259: #else
                   1260:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1261:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1262:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1263:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1264:                        }
                   1265:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1266:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1267:                                break;
                   1268:                }
                   1269: #endif
                   1270:                if ( j != clen )
                   1271:                        break;
                   1272:        }
                   1273:        if ( i != row )
                   1274:                return 0;
                   1275:        else
                   1276:                return 1;
                   1277: }
                   1278:
                   1279: /* assuming 0 < c < m */
                   1280:
1.24      noro     1281: int inttorat(N c,N m,N b,int *sgnp,N *nmp,N *dnp)
1.1       noro     1282: {
1.24      noro     1283:        Q qq,t,u1,v1,r1;
                   1284:        N q,u2,v2,r2;
1.1       noro     1285:
                   1286:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1287:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1288:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1289:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1290:        }
                   1291:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1292:                return 0;
                   1293:        else {
                   1294:                *nmp = v2;
                   1295:                *dnp = NM(v1);
                   1296:                *sgnp = SGN(v1);
                   1297:                return 1;
                   1298:        }
                   1299: }
                   1300:
                   1301: /* mat->body = N ** */
                   1302:
1.24      noro     1303: int intmtoratm(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.1       noro     1304: {
                   1305:        N t,s,b;
1.24      noro     1306:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.1       noro     1307:        int i,j,k,l,row,col;
                   1308:        Q **rmat;
                   1309:        N **tmat;
                   1310:        N *tmi;
                   1311:        Q *nmk;
                   1312:        N u,unm,udn;
                   1313:        int sgn,ret;
                   1314:
1.3       noro     1315:        if ( UNIN(md) )
                   1316:                return 0;
1.1       noro     1317:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1318:        bshiftn(md,1,&t);
                   1319:        isqrt(t,&s);
                   1320:        bshiftn(s,64,&b);
                   1321:        if ( !b )
                   1322:                b = ONEN;
                   1323:        dn0 = ONE;
                   1324:        tmat = (N **)mat->body;
                   1325:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1326:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1327:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1328:                        if ( tmi[j] ) {
                   1329:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1330:                                remn(s,md,&u);
                   1331:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1332:                                if ( !ret )
                   1333:                                        return 0;
                   1334:                                else {
                   1335:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1336:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1337:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1338:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1339:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1340:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1341:                                                        }
                   1342:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1343:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1344:                                                }
                   1345:                                        }
                   1346:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1347:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1348:                                }
                   1349:                        }
                   1350:        *dn = dn0;
                   1351:        return 1;
                   1352: }
                   1353:
1.3       noro     1354: /* mat->body = Q ** */
                   1355:
1.24      noro     1356: int intmtoratm_q(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.3       noro     1357: {
                   1358:        N t,s,b;
1.24      noro     1359:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.3       noro     1360:        int i,j,k,l,row,col;
                   1361:        Q **rmat;
                   1362:        Q **tmat;
                   1363:        Q *tmi;
                   1364:        Q *nmk;
                   1365:        N u,unm,udn;
                   1366:        int sgn,ret;
                   1367:
                   1368:        if ( UNIN(md) )
                   1369:                return 0;
                   1370:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1371:        bshiftn(md,1,&t);
                   1372:        isqrt(t,&s);
                   1373:        bshiftn(s,64,&b);
                   1374:        if ( !b )
                   1375:                b = ONEN;
                   1376:        dn0 = ONE;
                   1377:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1378:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1379:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1380:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1381:                        if ( tmi[j] ) {
                   1382:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1383:                                remn(s,md,&u);
                   1384:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1385:                                if ( !ret )
                   1386:                                        return 0;
                   1387:                                else {
                   1388:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1389:                                                sgn = -sgn;
                   1390:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1391:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1392:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1393:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1394:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1395:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1396:                                                        }
                   1397:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1398:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1399:                                                }
                   1400:                                        }
                   1401:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1402:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1403:                                }
                   1404:                        }
                   1405:        *dn = dn0;
                   1406:        return 1;
                   1407: }
                   1408:
1.4       noro     1409: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1410:
1.24      noro     1411: void reduce_reducers_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.4       noro     1412: {
                   1413:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1414:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1415:
                   1416:        /* reduce the reducers */
                   1417:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1418:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1419:                t = mat[i];
                   1420:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1421:                /* register the position of the head term */
                   1422:                ind[i] = j;
                   1423:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1424:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1425:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1426:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1427:                                j = ind[l];
                   1428:                                s = mat[l]+j;
                   1429:                                tj = t+j;
                   1430:                                hc = md-hc;
                   1431:                                k = col-j;
                   1432:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1433:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1434:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1435:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1436:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1437:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1438:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1439:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1440:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1441:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1442:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1443:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1444:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1445:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1446:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1447:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1448:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1449:                                }
1.16      noro     1450:                                for ( ; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1451:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1452:                                }
                   1453:                        }
                   1454:                }
                   1455:        }
                   1456: }
                   1457:
                   1458: /*
                   1459:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1460:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1461:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1462:        1. reduce the reducers
                   1463:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1464: */
                   1465:
1.24      noro     1466: void pre_reduce_mod(int **mat,int row,int col,int nred,int md)
1.4       noro     1467: {
                   1468:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1469:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1470:
                   1471: #if 1
                   1472:        /* reduce the reducers */
                   1473:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1474:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1475:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1476:                t = mat[i];
                   1477:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1478:                /* register the position of the head term */
                   1479:                ind[i] = j;
                   1480:                inv = invm(t[j],md);
                   1481:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1482:                        if ( t[k] )
                   1483:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1484:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1485:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1486:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1487:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1488:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1489:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1490:                                        if ( *s )
                   1491:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1492:                        }
                   1493:                }
                   1494:        }
                   1495:        /* reduce the spolys */
                   1496:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   1497:                t = mat[i];
                   1498:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   1499:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1500:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1501:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1502:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1503:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1504:                                        if ( *s )
                   1505:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1506:                        }
                   1507:                }
                   1508:        }
                   1509: #endif
                   1510: }
                   1511: /*
                   1512:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1513:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1514: */
                   1515:
1.24      noro     1516: void reduce_sp_by_red_mod(int *sp,int **redmat,int *ind,int nred,int col,int md)
1.4       noro     1517: {
                   1518:        int i,j,k,hc,zzz;
1.24      noro     1519:        int *s,*tj;
1.4       noro     1520:
                   1521:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1522:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1523:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   1524:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   1525:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1526:                        j = ind[i];
                   1527:                        hc = md-hc;
                   1528:                        s = redmat[i]+j;
                   1529:                        tj = sp+j;
1.16      noro     1530:                        for ( k = col-j; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1531:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
1.15      noro     1532:                        }
                   1533:                }
1.17      noro     1534:        }
                   1535: }
                   1536:
                   1537: /*
1.15      noro     1538:        mat[i] : compressed reducers (i=0,...,nred-1)
                   1539:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1540: */
                   1541:
1.24      noro     1542: void red_by_compress(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,
                   1543:        unsigned int *ri,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     1544: {
1.19      noro     1545:        unsigned int up,lo;
1.18      noro     1546:        unsigned int dmy;
                   1547:        unsigned int *pj;
                   1548:
1.21      noro     1549:        p[*ri] = 0; r++; ri++;
                   1550:        for ( len--; len; len--, r++, ri++ ) {
                   1551:                pj = p+ *ri;
                   1552:                DMA(*r,hc,*pj,up,lo);
1.18      noro     1553:                if ( up ) {
                   1554:                        DSAB(m,up,lo,dmy,*pj);
                   1555:                } else
                   1556:                        *pj = lo;
                   1557:        }
                   1558: }
                   1559:
                   1560: /* p -= hc*r */
                   1561:
1.24      noro     1562: void red_by_vect(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     1563: {
                   1564:        register unsigned int up,lo;
                   1565:        unsigned int dmy;
                   1566:
                   1567:        *p++ = 0; r++; len--;
                   1568:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   1569:                if ( *r ) {
1.20      noro     1570:                        DMA(*r,hc,*p,up,lo);
1.18      noro     1571:                        if ( up ) {
                   1572:                                DSAB(m,up,lo,dmy,*p);
                   1573:                        } else
                   1574:                                *p = lo;
                   1575:                }
                   1576: }
                   1577:
1.21      noro     1578: extern unsigned int **psca;
                   1579:
1.24      noro     1580: void reduce_sp_by_red_mod_compress (int *sp,CDP *redmat,int *ind,
                   1581:        int nred,int col,int md)
1.15      noro     1582: {
1.24      noro     1583:        int i,len;
1.15      noro     1584:        CDP ri;
1.24      noro     1585:        unsigned int hc;
1.18      noro     1586:        unsigned int *usp;
1.15      noro     1587:
1.18      noro     1588:        usp = (unsigned int *)sp;
1.15      noro     1589:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1590:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1591:                /* reduce sp by redmat[i] */
1.18      noro     1592:                usp[ind[i]] %= md;
                   1593:                if ( hc = usp[ind[i]] ) {
1.15      noro     1594:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1595:                        hc = md-hc;
                   1596:                        ri = redmat[i];
                   1597:                        len = ri->len;
1.21      noro     1598:                        red_by_compress(md,usp,psca[ri->psindex],ri->body,hc,len);
1.4       noro     1599:                }
                   1600:        }
1.18      noro     1601:        for ( i = 0; i < col; i++ )
1.24      noro     1602:                if ( usp[i] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1603:                        usp[i] %= md;
1.4       noro     1604: }
                   1605:
                   1606: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1607:
1.24      noro     1608: int generic_gauss_elim_mod(int **mat0,int row,int col,int md,int *colstat)
1.1       noro     1609: {
1.24      noro     1610:        int i,j,k,l,inv,a,rank;
                   1611:        unsigned int *t,*pivot,*pk;
1.18      noro     1612:        unsigned int **mat;
1.1       noro     1613:
1.18      noro     1614:        mat = (unsigned int **)mat0;
1.1       noro     1615:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
1.18      noro     1616:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1617:                        mat[i][j] %= md;
                   1618:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   1619:                        if ( mat[i][j] )
                   1620:                                break;
1.1       noro     1621:                if ( i == row ) {
                   1622:                        colstat[j] = 0;
                   1623:                        continue;
                   1624:                } else
                   1625:                        colstat[j] = 1;
                   1626:                if ( i != rank ) {
                   1627:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1628:                }
                   1629:                pivot = mat[rank];
                   1630:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     1631:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   1632:                        if ( *pk ) {
1.24      noro     1633:                                if ( *pk >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1634:                                        *pk %= md;
1.4       noro     1635:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1636:                        }
                   1637:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1638:                        t = mat[i];
1.18      noro     1639:                        if ( a = t[j] )
                   1640:                                red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1641:                }
                   1642:                rank++;
                   1643:        }
                   1644:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1645:                if ( colstat[j] ) {
                   1646:                        pivot = mat[l];
                   1647:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1648:                                t = mat[i];
1.18      noro     1649:                                t[j] %= md;
                   1650:                                if ( a = t[j] )
                   1651:                                        red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     1652:                        }
                   1653:                        l--;
1.18      noro     1654:                }
                   1655:        for ( j = 0, l = 0; l < rank; j++ )
                   1656:                if ( colstat[j] ) {
                   1657:                        t = mat[l];
                   1658:                        for ( k = j; k < col; k++ )
1.24      noro     1659:                                if ( t[k] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     1660:                                        t[k] %= md;
                   1661:                        l++;
1.1       noro     1662:                }
                   1663:        return rank;
                   1664: }
                   1665:
                   1666: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1667:
1.24      noro     1668: int lu_gfmmat(GFMMAT mat,unsigned int md,int *perm)
1.1       noro     1669: {
                   1670:        int row,col;
1.24      noro     1671:        int i,j,k;
1.1       noro     1672:        unsigned int *t,*pivot;
                   1673:        unsigned int **a;
                   1674:        unsigned int inv,m;
                   1675:
                   1676:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1677:        a = mat->body;
                   1678:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1679:
                   1680:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1681:                perm[i] = i;
                   1682:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1683:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1684:                if ( i == row )
                   1685:                        return 0;
                   1686:                if ( i != k ) {
                   1687:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1688:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1689:                }
                   1690:                pivot = a[k];
                   1691:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1692:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1693:                        t = a[i];
                   1694:                        if ( m = t[k] ) {
                   1695:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1696:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1697:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1698:                                                unsigned int tj;
                   1699:
                   1700:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1701:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     1702:                                        }
                   1703:                        }
                   1704:                }
                   1705:        }
                   1706:        return 1;
                   1707: }
                   1708:
1.3       noro     1709: /*
                   1710:  Input
                   1711:        a: a row x col matrix
                   1712:        md : a modulus
                   1713:
                   1714:  Output:
                   1715:        return : d = the rank of mat
                   1716:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1717:        rinfo: array of length row
                   1718:        cinfo: array of length col
                   1719:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1720:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1721: */
                   1722:
1.24      noro     1723: int find_lhs_and_lu_mod(unsigned int **a,int row,int col,
                   1724:        unsigned int md,int **rinfo,int **cinfo)
1.3       noro     1725: {
1.24      noro     1726:        int i,j,k,d;
1.3       noro     1727:        int *rp,*cp;
                   1728:        unsigned int *t,*pivot;
                   1729:        unsigned int inv,m;
                   1730:
                   1731:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1732:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1733:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1734:                rp[i] = i;
                   1735:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1736:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1737:                if ( i == row ) {
                   1738:                        cp[k] = 0;
                   1739:                        continue;
                   1740:                } else
                   1741:                        cp[k] = 1;
                   1742:                if ( i != d ) {
                   1743:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1744:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1745:                }
                   1746:                pivot = a[d];
                   1747:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1748:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1749:                        t = a[i];
                   1750:                        if ( m = t[k] ) {
                   1751:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1752:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1753:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1754:                                                unsigned int tj;
                   1755:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1756:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     1757:                                        }
                   1758:                        }
                   1759:                }
                   1760:                d++;
                   1761:        }
                   1762:        return d;
                   1763: }
                   1764:
                   1765: /*
                   1766:   Input
                   1767:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1768:        md : modulus
                   1769:        b : n x l matrix
                   1770:  Output
                   1771:        b = a^(-1)b
                   1772:  */
                   1773:
1.24      noro     1774: void solve_by_lu_mod(int **a,int n,int md,int **b,int l)
1.3       noro     1775: {
                   1776:        unsigned int *y,*c;
                   1777:        int i,j,k;
                   1778:        unsigned int t,m,m2;
                   1779:
                   1780:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1781:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1782:        m2 = md>>1;
                   1783:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1784:                /* copy b[.][k] to c */
                   1785:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1786:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1787:                /* solve Ly=c */
                   1788:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1789:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1790:                                if ( a[i][j] ) {
                   1791:                                        m = md - a[i][j];
                   1792:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1793:                                }
                   1794:                        y[i] = t;
                   1795:                }
                   1796:                /* solve Uc=y */
                   1797:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1798:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1799:                                if ( a[i][j] ) {
                   1800:                                        m = md - a[i][j];
                   1801:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1802:                                }
                   1803:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1804:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1805:                }
                   1806:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1807:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1808:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1809:        }
                   1810: }
                   1811:
1.24      noro     1812: void Pleqm1(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1813: {
                   1814:        MAT m;
                   1815:        VECT vect;
                   1816:        pointer **mat;
                   1817:        Q *v;
                   1818:        Q q;
                   1819:        int **wmat;
                   1820:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1821:
                   1822:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1823:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1824:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1825:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1826:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1827:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1828:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1829:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1830:                                t = rem(NM(q),md);
                   1831:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1832:                                        t = (md - t) % md;
                   1833:                                wmat[i][j] = t;
                   1834:                        } else
                   1835:                                wmat[i][j] = 0;
                   1836:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1837:        if ( status < 0 )
                   1838:                *rp = 0;
                   1839:        else if ( status > 0 )
                   1840:                *rp = (VECT)ONE;
                   1841:        else {
                   1842:                n = col - 1;
                   1843:                MKVECT(vect,n);
                   1844:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1845:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1846:                }
                   1847:                *rp = vect;
                   1848:        }
                   1849: }
                   1850:
1.24      noro     1851: int gauss_elim_mod1(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1852: {
                   1853:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1854:        int *t,*pivot;
                   1855:
                   1856:        n = col - 1;
                   1857:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1858:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1859:                if ( i == row )
                   1860:                        return 1;
                   1861:                if ( i != j ) {
                   1862:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1863:                }
                   1864:                pivot = mat[j];
                   1865:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1866:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1867:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1868:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1869:                        t = mat[i];
                   1870:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1871:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1872:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1873:                }
                   1874:        }
                   1875:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1876:        if ( i == row ) {
                   1877:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1878:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1879:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1880:                                mat[i][j] = 0;
                   1881:                        }
                   1882:                }
                   1883:                return 0;
                   1884:        } else
                   1885:                return -1;
                   1886: }
                   1887:
1.24      noro     1888: void Pgeninvm(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     1889: {
                   1890:        MAT m;
                   1891:        pointer **mat;
                   1892:        Q **tmat;
                   1893:        Q q;
                   1894:        unsigned int **wmat;
                   1895:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1896:        MAT mat1,mat2;
                   1897:        NODE node1,node2;
                   1898:
                   1899:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1900:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1901:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1902:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1903:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1904:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1905:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1906:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1907:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1908:                                t = rem(NM(q),md);
                   1909:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1910:                                        t = (md - t) % md;
                   1911:                                wmat[i][j] = t;
                   1912:                        }
                   1913:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1914:        }
                   1915:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1916:        if ( status > 0 )
                   1917:                *rp = 0;
                   1918:        else {
                   1919:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1920:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1921:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     1922:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
1.1       noro     1923:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1924:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     1925:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
1.1       noro     1926:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1927:        }
                   1928: }
                   1929:
1.24      noro     1930: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1931: {
                   1932:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1933:        unsigned int *t,*pivot;
                   1934:
                   1935:        n = col; m = row+col;
                   1936:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1937:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1938:                if ( i == row )
                   1939:                        return 1;
                   1940:                if ( i != j ) {
                   1941:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1942:                }
                   1943:                pivot = mat[j];
                   1944:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1945:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1946:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1947:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1948:                        t = mat[i];
                   1949:                        if ( a = t[j] )
                   1950:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1951:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1952:                }
                   1953:        }
                   1954:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1955:                pivot = mat[j];
                   1956:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1957:                        t = mat[i];
                   1958:                        if ( a = t[j] )
                   1959:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1960:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1961:                }
                   1962:        }
                   1963:        return 0;
                   1964: }
                   1965:
1.24      noro     1966: void Psolve_by_lu_gfmmat(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1967: {
                   1968:        GFMMAT lu;
                   1969:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1970:        int n,i;
                   1971:        unsigned int md;
                   1972:        unsigned int *b,*sol;
                   1973:        VECT r;
                   1974:
                   1975:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1976:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1977:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1978:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1979:        n = lu->col;
                   1980:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1981:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1982:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1983:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1984:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1985:        MKVECT(r,n);
                   1986:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
1.24      noro     1987:                        UTOQ(sol[i],v[i]);
1.1       noro     1988:        *rp = r;
                   1989: }
                   1990:
1.24      noro     1991: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT lu,unsigned int md,
                   1992:        unsigned int *b,unsigned int *x)
1.1       noro     1993: {
                   1994:        int n;
                   1995:        unsigned int **a;
                   1996:        unsigned int *y;
                   1997:        int i,j;
                   1998:        unsigned int t,m;
                   1999:
                   2000:        n = lu->col;
                   2001:        a = lu->body;
                   2002:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2003:        /* solve Ly=b */
                   2004:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2005:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   2006:                        if ( a[i][j] ) {
                   2007:                                m = md - a[i][j];
                   2008:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   2009:                        }
                   2010:                y[i] = t;
                   2011:        }
                   2012:        /* solve Ux=y */
                   2013:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   2014:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   2015:                        if ( a[i][j] ) {
                   2016:                                m = md - a[i][j];
                   2017:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   2018:                        }
                   2019:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2020:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   2021:        }
                   2022: }
                   2023:
1.24      noro     2024: void Plu_gfmmat(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     2025: {
                   2026:        MAT m;
                   2027:        GFMMAT mm;
                   2028:        unsigned int md;
                   2029:        int i,row,col,status;
                   2030:        int *iperm;
                   2031:        Q *v;
                   2032:        VECT perm;
                   2033:        NODE n0;
                   2034:
                   2035:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   2036:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   2037:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2038:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   2039:        row = m->row;
                   2040:        col = m->col;
                   2041:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2042:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   2043:        if ( !status )
                   2044:                n0 = 0;
                   2045:        else {
                   2046:                MKVECT(perm,row);
                   2047:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   2048:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   2049:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   2050:        }
                   2051:        MKLIST(*rp,n0);
                   2052: }
                   2053:
1.24      noro     2054: void Pmat_to_gfmmat(NODE arg,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2055: {
                   2056:        MAT m;
                   2057:        unsigned int md;
                   2058:
                   2059:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   2060:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   2061:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2062:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   2063: }
                   2064:
1.24      noro     2065: void mat_to_gfmmat(MAT m,unsigned int md,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2066: {
                   2067:        unsigned int **wmat;
                   2068:        unsigned int t;
                   2069:        Q **mat;
                   2070:        Q q;
                   2071:        int i,j,row,col;
                   2072:
                   2073:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   2074:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   2075:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2076:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   2077:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2078:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   2079:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2080:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2081:                                        t = (md - t) % md;
                   2082:                                wmat[i][j] = t;
                   2083:                        }
                   2084:        }
                   2085:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   2086: }
                   2087:
1.27      noro     2088: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   2089: NODE arg;
                   2090: LIST *rp;
1.1       noro     2091: {
                   2092:        MAT m;
                   2093:        pointer **mat;
                   2094:        Q **tmat;
                   2095:        Q *tvect;
                   2096:        Q q;
                   2097:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   2098:        int *index;
                   2099:        unsigned int t,md;
                   2100:        int i,j,row,col,status;
                   2101:        MAT mat1;
                   2102:        VECT vect1;
                   2103:        NODE node1,node2;
                   2104:
                   2105:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   2106:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   2107:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2108:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2109:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   2110:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2111:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2112:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2113:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2114:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2115:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2116:                                        t = (md - t) % md;
                   2117:                                wmat[i][j] = t;
                   2118:                        }
                   2119:                wmat[i][col+i] = 1;
                   2120:        }
                   2121:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   2122:        if ( status > 0 )
                   2123:                *rp = 0;
                   2124:        else {
                   2125:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2126:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2127:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2128:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   2129:                MKVECT(vect1,row);
                   2130:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2131:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2132:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2133:        }
                   2134: }
                   2135:
1.27      noro     2136: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   2137: unsigned int **mat;
                   2138: int row,col;
                   2139: unsigned int md;
                   2140: unsigned int ***invmatp;
                   2141: int **indexp;
1.1       noro     2142: {
                   2143:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2144:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   2145:        int *index;
                   2146:        unsigned int **invmat;
                   2147:
                   2148:        n = col; m = row+col;
                   2149:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2150:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2151:                index[i] = i;
                   2152:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2153:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2154:                if ( i == row ) {
                   2155:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2156:                }
                   2157:                if ( i != j ) {
                   2158:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2159:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2160:                }
                   2161:                pivot = mat[j];
                   2162:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   2163:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2164:                        if ( pivot[k] )
                   2165:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2166:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2167:                        t = mat[i];
                   2168:                        if ( a = t[j] )
                   2169:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2170:                                        if ( pivot[k] )
                   2171:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2172:                }
                   2173:        }
                   2174:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2175:                pivot = mat[j];
                   2176:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2177:                        t = mat[i];
                   2178:                        if ( a = t[j] )
                   2179:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2180:                                        if ( pivot[k] )
                   2181:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2182:                }
                   2183:        }
                   2184:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
1.27      noro     2185:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2186:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2187:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2188:        return 0;
                   2189: }
                   2190:
                   2191: void Pgeninv_sf_swap(NODE arg,LIST *rp)
                   2192: {
                   2193:        MAT m;
                   2194:        GFS **mat,**tmat;
                   2195:        Q *tvect;
                   2196:        GFS q;
                   2197:        int **wmat,**invmat;
                   2198:        int *index;
                   2199:        unsigned int t;
                   2200:        int i,j,row,col,status;
                   2201:        MAT mat1;
                   2202:        VECT vect1;
                   2203:        NODE node1,node2;
                   2204:
                   2205:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninv_sf_swap");
                   2206:        m = (MAT)ARG0(arg);
                   2207:        row = m->row; col = m->col; mat = (GFS **)m->body;
                   2208:        wmat = (int **)almat(row,col+row);
                   2209:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2210:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2211:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2212:                        if ( q = (GFS)mat[i][j] )
                   2213:                                wmat[i][j] = FTOIF(CONT(q));
                   2214:                wmat[i][col+i] = _onesf();
                   2215:        }
                   2216:        status = gauss_elim_geninv_sf_swap(wmat,row,col,&invmat,&index);
                   2217:        if ( status > 0 )
                   2218:                *rp = 0;
                   2219:        else {
                   2220:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2221:                for ( i = 0, tmat = (GFS **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2222:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2223:                                if ( t = invmat[i][j] ) {
                   2224:                                        MKGFS(IFTOF(t),tmat[i][j]);
                   2225:                                }
                   2226:                MKVECT(vect1,row);
                   2227:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2228:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2229:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2230:        }
                   2231: }
                   2232:
                   2233: int gauss_elim_geninv_sf_swap(int **mat,int row,int col,
                   2234:        int ***invmatp,int **indexp)
                   2235: {
                   2236:        int i,j,k,inv,a,n,m,u;
                   2237:        int *t,*pivot,*s;
                   2238:        int *index;
                   2239:        int **invmat;
                   2240:
                   2241:        n = col; m = row+col;
                   2242:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2243:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2244:                index[i] = i;
                   2245:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2246:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2247:                if ( i == row ) {
                   2248:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2249:                }
                   2250:                if ( i != j ) {
                   2251:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2252:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2253:                }
                   2254:                pivot = mat[j];
                   2255:                inv = _invsf(pivot[j]);
                   2256:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2257:                        if ( pivot[k] )
                   2258:                                pivot[k] = _mulsf(pivot[k],inv);
                   2259:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2260:                        t = mat[i];
                   2261:                        if ( a = t[j] )
                   2262:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2263:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2264:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2265:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2266:                                        }
                   2267:                }
                   2268:        }
                   2269:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2270:                pivot = mat[j];
                   2271:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2272:                        t = mat[i];
                   2273:                        if ( a = t[j] )
                   2274:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2275:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2276:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2277:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2278:                                        }
                   2279:                }
                   2280:        }
                   2281:        *invmatp = invmat = (int **)almat(col,col);
1.1       noro     2282:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2283:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2284:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2285:        return 0;
                   2286: }
                   2287:
                   2288: void _addn(N,N,N);
                   2289: int _subn(N,N,N);
                   2290: void _muln(N,N,N);
                   2291:
1.24      noro     2292: void inner_product_int(Q *a,Q *b,int n,Q *r)
1.1       noro     2293: {
                   2294:        int la,lb,i;
                   2295:        int sgn,sgn1;
                   2296:        N wm,wma,sum,t;
                   2297:
                   2298:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2299:                if ( a[i] )
                   2300:                        if ( DN(a[i]) )
                   2301:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2302:                        else
                   2303:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2304:                if ( b[i] )
                   2305:                        if ( DN(b[i]) )
                   2306:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2307:                        else
                   2308:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2309:        }
                   2310:        sgn = 0;
                   2311:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2312:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2313:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2314:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2315:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2316:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2317:                        continue;
                   2318:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2319:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2320:                if ( !sgn ) {
                   2321:                        sgn = sgn1;
                   2322:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2323:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2324:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2325:                        if ( !PL(wma) )
                   2326:                                sgn = 0;
                   2327:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2328:                } else {
                   2329:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2330:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2331:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2332:                }
                   2333:        }
                   2334:        GC_free(wm);
                   2335:        GC_free(wma);
                   2336:        if ( !sgn ) {
                   2337:                GC_free(sum);
                   2338:                *r = 0;
                   2339:        } else
                   2340:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2341: }
                   2342:
1.3       noro     2343: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2344:
1.24      noro     2345: void inner_product_mat_int_mod(Q **a,int **b,int n,int k,int l,Q *r)
1.3       noro     2346: {
                   2347:        int la,lb,i;
                   2348:        int sgn,sgn1;
                   2349:        N wm,wma,sum,t;
                   2350:        Q aki;
                   2351:        int bil,bilsgn;
                   2352:        struct oN tn;
                   2353:
                   2354:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2355:                if ( aki = a[k][i] )
                   2356:                        if ( DN(aki) )
                   2357:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2358:                        else
                   2359:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2360:        }
                   2361:        lb = 1;
                   2362:        sgn = 0;
                   2363:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2364:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2365:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2366:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2367:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2368:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2369:                        continue;
                   2370:                tn.p = 1;
                   2371:                if ( bil > 0 ) {
                   2372:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2373:                } else {
                   2374:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2375:                }
                   2376:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2377:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2378:                if ( !sgn ) {
                   2379:                        sgn = sgn1;
                   2380:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2381:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2382:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2383:                        if ( !PL(wma) )
                   2384:                                sgn = 0;
                   2385:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2386:                } else {
                   2387:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2388:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2389:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2390:                }
                   2391:        }
                   2392:        GC_free(wm);
                   2393:        GC_free(wma);
                   2394:        if ( !sgn ) {
                   2395:                GC_free(sum);
                   2396:                *r = 0;
                   2397:        } else
                   2398:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2399: }
                   2400:
1.24      noro     2401: void Pmul_mat_vect_int(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     2402: {
                   2403:        MAT mat;
                   2404:        VECT vect,r;
                   2405:        int row,col,i;
                   2406:
                   2407:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2408:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2409:        row = mat->row;
                   2410:        col = mat->col;
                   2411:        MKVECT(r,row);
1.24      noro     2412:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2413:                inner_product_int((Q *)mat->body[i],(Q *)vect->body,col,(Q *)&r->body[i]);
                   2414:        }
1.1       noro     2415:        *rp = r;
                   2416: }
                   2417:
1.24      noro     2418: void Pnbpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2419: {
                   2420:        int m,type,ret;
                   2421:        UP2 r;
                   2422:
                   2423:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2424:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2425:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2426:        if ( ret == 0 )
                   2427:                MKGF2N(r,*rp);
                   2428:        else
                   2429:                *rp = 0;
                   2430: }
                   2431:
1.24      noro     2432: void Px962_irredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2433: {
1.24      noro     2434:        int m,ret,w;
1.1       noro     2435:        GF2N prev;
                   2436:        UP2 r;
                   2437:
                   2438:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2439:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2440:        if ( !prev ) {
                   2441:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2442:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2443:        } else {
                   2444:                r = prev->body;
                   2445:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2446:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2447:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2448:                }
                   2449:        }
1.24      noro     2450:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     2451:        if ( ret == 0 )
                   2452:                MKGF2N(r,*rp);
                   2453:        else
                   2454:                *rp = 0;
                   2455: }
                   2456:
1.24      noro     2457: void Pirredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     2458: {
1.24      noro     2459:        int m,ret,w;
1.1       noro     2460:        GF2N prev;
                   2461:        UP2 r;
                   2462:
                   2463:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2464:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2465:        if ( !prev ) {
                   2466:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2467:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2468:        } else {
                   2469:                r = prev->body;
                   2470:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2471:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2472:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2473:                }
                   2474:        }
1.24      noro     2475:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     2476:        if ( ret == 0 )
                   2477:                MKGF2N(r,*rp);
                   2478:        else
                   2479:                *rp = 0;
                   2480: }
                   2481:
1.26      noro     2482: void Pmat_swap_row_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   2483: {
                   2484:        int i1,i2;
                   2485:        pointer *t;
                   2486:        MAT mat;
                   2487:
                   2488:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_row_destructive");
                   2489:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   2490:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   2491:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2492:        i1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2493:        i2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   2494:        if ( i1 < 0 || i2 < 0 || i1 >= mat->row || i2 >= mat->row )
                   2495:                error("mat_swap_row_destructive : Out of range");
                   2496:        t = mat->body[i1];
                   2497:        mat->body[i1] = mat->body[i2];
                   2498:        mat->body[i2] = t;
                   2499:        *m = mat;
                   2500: }
                   2501:
                   2502: void Pmat_swap_col_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   2503: {
                   2504:        int j1,j2,i,n;
                   2505:        pointer *mi;
                   2506:        pointer t;
                   2507:        MAT mat;
                   2508:
                   2509:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_col_destructive");
                   2510:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   2511:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   2512:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2513:        j1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2514:        j2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   2515:        if ( j1 < 0 || j2 < 0 || j1 >= mat->col || j2 >= mat->col )
                   2516:                error("mat_swap_col_destructive : Out of range");
                   2517:        n = mat->row;
                   2518:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2519:                mi = mat->body[i];
                   2520:                t = mi[j1]; mi[j1] = mi[j2]; mi[j2] = t;
                   2521:        }
                   2522:        *m = mat;
                   2523: }
1.1       noro     2524: /*
                   2525:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2526:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2527:  *
                   2528:  * return value : 0  --- exists
                   2529:  *                1  --- does not exist
                   2530:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2531:  */
                   2532:
                   2533: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2534: {
                   2535:        int i,r;
                   2536:        int w;
                   2537:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2538:
                   2539:        w = (m>>5)+1;
                   2540:        switch ( type ) {
                   2541:                case 1:
                   2542:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2543:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2544:                        /* set all the bits */
                   2545:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2546:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2547:                        /* mask the top word if necessary */
                   2548:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2549:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2550:                        return 0;
                   2551:                        break;
                   2552:                case 2:
                   2553:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2554:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2555:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2556:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2557:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2558:
                   2559:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2560:
                   2561:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2562:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2563:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2564:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2565:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2566:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2567:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2568:                                /* cyclic change of the variables */
                   2569:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2570:                        }
                   2571:                        _copyup2(f1,f);
                   2572:                        return 0;
                   2573:                        break;
                   2574:                default:
                   2575:                        return -1;
                   2576:                        break;
                   2577:                }
                   2578: }
                   2579:
                   2580: /*
                   2581:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2582:  * return value : 0  --- exists
                   2583:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2584:  */
                   2585:
                   2586: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2587: {
                   2588:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2589:        int w;
                   2590:        unsigned int *fd;
                   2591:
                   2592:        /*
                   2593:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2594:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2595:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2596:         */
                   2597:
                   2598:        fd = f->b;
                   2599:        w = (d>>5)+1;
                   2600:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2601:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2602:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2603:                switch ( nz ) {
                   2604:                        case 3:
                   2605:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2606:                                /* reset i0-th bit */
                   2607:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2608:                                j0 = k0 = 0;
                   2609:                                break;
                   2610:                        case 5:
                   2611:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2612:                                /* reset i0-th bit */
                   2613:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2614:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2615:                                /* reset j0-th bit */
                   2616:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2617:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2618:                                /* reset k0-th bit */
                   2619:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2620:                                break;
                   2621:                        default:
                   2622:                                f->w = 0; break;
                   2623:                }
                   2624:        } else
                   2625:                f->w = 0;
                   2626:
                   2627:        if ( !f->w ) {
                   2628:                fd = f->b;
                   2629:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2630:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2631:        }
                   2632:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2633:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2634:
                   2635:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2636:
                   2637:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2638:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2639:                if ( i < i0 ) continue;
                   2640:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2641:                /* set i-th bit */
                   2642:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2643:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2644:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2645:                /* reset i-th bit */
                   2646:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2647:        }
                   2648:
                   2649:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2650: PENTA:
                   2651:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2652:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2653:                if ( i < i0 ) continue;
                   2654:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2655:                /* set i-th bit */
                   2656:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2657:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2658:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2659:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2660:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2661:                        /* set j-th bit */
                   2662:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2663:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2664:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2665:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2666:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2667:                                /* set k-th bit */
                   2668:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2669:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2670:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2671:                                /* reset k-th bit */
                   2672:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2673:                        }
                   2674:                        /* reset j-th bit */
                   2675:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2676:                }
                   2677:                /* reset i-th bit */
                   2678:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2679:        }
                   2680:        /* exhausted */
                   2681:        return 1;
                   2682: }
                   2683:
                   2684: /*
                   2685:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2686:  *
                   2687:  * searching strategy:
                   2688:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2689:  *         i is as small as possible.
                   2690:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2691:  *         i is as small as possible.
                   2692:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2693:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2694:  *
                   2695:  * return value : 0  --- exists
                   2696:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2697:  */
                   2698:
                   2699: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2700: {
                   2701:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2702:        int w;
                   2703:        unsigned int *fd;
                   2704:
                   2705:        /*
                   2706:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2707:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2708:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2709:         */
                   2710:
                   2711:        fd = f->b;
                   2712:        w = (d>>5)+1;
                   2713:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2714:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2715:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2716:                switch ( nz ) {
                   2717:                        case 3:
                   2718:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2719:                                /* reset i0-th bit */
                   2720:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2721:                                j0 = k0 = 0;
                   2722:                                break;
                   2723:                        case 5:
                   2724:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2725:                                /* reset i0-th bit */
                   2726:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2727:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2728:                                /* reset j0-th bit */
                   2729:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2730:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2731:                                /* reset k0-th bit */
                   2732:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2733:                                break;
                   2734:                        default:
                   2735:                                f->w = 0; break;
                   2736:                }
                   2737:        } else
                   2738:                f->w = 0;
                   2739:
                   2740:        if ( !f->w ) {
                   2741:                fd = f->b;
                   2742:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2743:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2744:        }
                   2745:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2746:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2747:
                   2748:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2749:
                   2750:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2751:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2752:                if ( i < i0 ) continue;
                   2753:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2754:                /* set i-th bit */
                   2755:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2756:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2757:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2758:                /* reset i-th bit */
                   2759:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2760:        }
                   2761:
                   2762:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2763: PENTA:
                   2764:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2765:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2766:                if ( i < i0 ) continue;
                   2767:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2768:                /* set i-th bit */
                   2769:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2770:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2771:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2772:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2773:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2774:                        /* set j-th bit */
                   2775:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2776:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2777:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2778:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2779:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2780:                                /* set k-th bit */
                   2781:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2782:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2783:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2784:                                /* reset k-th bit */
                   2785:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2786:                        }
                   2787:                        /* reset j-th bit */
                   2788:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2789:                }
                   2790:                /* reset i-th bit */
                   2791:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2792:        }
                   2793:        /* exhausted */
                   2794:        return 1;
1.3       noro     2795: }
                   2796:
1.24      noro     2797: void printqmat(Q **mat,int row,int col)
1.3       noro     2798: {
                   2799:        int i,j;
                   2800:
                   2801:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2802:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     2803:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     2804:                }
                   2805:                printf("\n");
                   2806:        }
                   2807: }
                   2808:
1.24      noro     2809: void printimat(int **mat,int row,int col)
1.3       noro     2810: {
                   2811:        int i,j;
                   2812:
                   2813:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2814:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2815:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2816:                }
                   2817:                printf("\n");
                   2818:        }
1.1       noro     2819: }

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