[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 1.4

1.4     ! noro        1: /* $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.3 2000/04/20 02:20:15 noro Exp $ */
1.1       noro        2: #include "ca.h"
                      3: #include "base.h"
                      4: #include "parse.h"
                      5: #include "inline.h"
1.4     ! noro        6:
        !             7: #if 0
1.1       noro        8: #undef DMAR
                      9: #define DMAR(a1,a2,a3,d,r) (r)=dmar(a1,a2,a3,d);
1.4     ! noro       10: #endif
1.1       noro       11:
                     12: extern int Print; /* XXX */
                     13:
1.3       noro       14: void inner_product_mat_int_mod(Q **,int **,int,int,int,Q *);
                     15: void solve_by_lu_mod(int **,int,int,int **,int);
1.1       noro       16: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,unsigned int *,unsigned int *);
                     17: int lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,int *);
                     18: void mat_to_gfmmat(MAT,unsigned int,GFMMAT *);
                     19:
                     20: int generic_gauss_elim_mod(int **,int,int,int,int *);
                     21: int generic_gauss_elim(MAT ,MAT *,Q *,int **,int **);
                     22:
                     23: int gauss_elim_mod(int **,int,int,int);
                     24: int gauss_elim_mod1(int **,int,int,int);
                     25: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **,int,int,int);
                     26: int gauss_elim_geninv_mod_swap(unsigned int **,int,int,unsigned int,unsigned int ***,int **);
                     27: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
                     28:
                     29: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     30:
                     31: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
                     32: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol();
                     33: void sepvect();
                     34: void Pmulmat_gf2n();
                     35: void Pbconvmat_gf2n();
                     36: void Pmul_vect_mat_gf2n();
                     37: void PNBmul_gf2n();
                     38: void Pmul_mat_vect_int();
                     39: void Psepmat_destructive();
                     40: void Px962_irredpoly_up2();
                     41: void Pirredpoly_up2();
                     42: void Pnbpoly_up2();
                     43: void Pqsort();
                     44:
                     45: struct ftab array_tab[] = {
                     46:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                     47:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                     48:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
                     49:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                     50:        {"newvect",Pnewvect,-2},
                     51:        {"newmat",Pnewmat,-3},
                     52:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                     53:        {"sepvect",Psepvect,2},
                     54:        {"qsort",Pqsort,-2},
                     55:        {"vtol",Pvtol,1},
                     56:        {"size",Psize,1},
                     57:        {"det",Pdet,-2},
                     58:        {"leqm",Pleqm,2},
                     59:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                     60:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                     61:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
                     62:        {"remainder",Premainder,2},
                     63:        {"sremainder",Psremainder,2},
                     64:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                     65:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                     66:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                     67:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                     68:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                     69:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                     70:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                     71:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
                     72:        {0,0,0},
                     73: };
                     74:
                     75: int comp_obj(a,b)
                     76: Obj *a,*b;
                     77: {
                     78:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                     79: }
                     80:
                     81: static FUNC generic_comp_obj_func;
                     82: static NODE generic_comp_obj_arg;
                     83:
                     84: int generic_comp_obj(a,b)
                     85: Obj *a,*b;
                     86: {
                     87:        Q r;
                     88:
                     89:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                     90:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                     91:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                     92:        if ( !r )
                     93:                return 0;
                     94:        else
                     95:                return SGN(r)>0?1:-1;
                     96: }
                     97:
                     98:
                     99: void Pqsort(arg,rp)
                    100: NODE arg;
                    101: VECT *rp;
                    102: {
                    103:        VECT vect;
                    104:        char buf[BUFSIZ];
                    105:        char *fname;
                    106:        NODE n;
                    107:        P p;
                    108:        V v;
                    109:
                    110:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"qsort");
                    111:        vect = (VECT)ARG0(arg);
                    112:        if ( argc(arg) == 1 )
                    113:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    114:        else {
                    115:                p = (P)ARG1(arg);
                    116:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    117:                        error("qsort : invalid argument");
                    118:                v = VR(p);
                    119:                if ( (int)v->attr != V_SR )
                    120:                        error("qsort : no such function");
                    121:                generic_comp_obj_func = (FUNC)v->priv;
                    122:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    123:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    124:        }
                    125:        *rp = vect;
                    126: }
                    127:
                    128: void PNBmul_gf2n(arg,rp)
                    129: NODE arg;
                    130: GF2N *rp;
                    131: {
                    132:        GF2N a,b;
                    133:        GF2MAT mat;
                    134:        int n,w;
                    135:        unsigned int *ab,*bb;
                    136:        UP2 r;
                    137:
                    138:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    139:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    140:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    141:        if ( !a || !b )
                    142:                *rp = 0;
                    143:        else {
                    144:                n = mat->row;
                    145:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    146:
                    147:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    148:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    149:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    150:
                    151:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    152:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    153:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    154:
                    155:                NEWUP2(r,w);
                    156:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    157:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    158:                r->w = w;
                    159:                _adjup2(r);
                    160:                if ( !r->w )
                    161:                        *rp = 0;
                    162:                else
                    163:                        MKGF2N(r,*rp);
                    164:        }
                    165: }
                    166:
                    167: void Pmul_vect_mat_gf2n(arg,rp)
                    168: NODE arg;
                    169: GF2N *rp;
                    170: {
                    171:        GF2N a;
                    172:        GF2MAT mat;
                    173:        int n,w;
                    174:        unsigned int *b;
                    175:        UP2 r;
                    176:
                    177:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    178:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    179:        if ( !a )
                    180:                *rp = 0;
                    181:        else {
                    182:                n = mat->row;
                    183:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    184:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    185:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    186:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    187:                NEWUP2(r,w);
                    188:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    189:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    190:                r->w = w;
                    191:                _adjup2(r);
                    192:                if ( !r->w )
                    193:                        *rp = 0;
                    194:                else {
                    195:                        MKGF2N(r,*rp);
                    196:                }
                    197:        }
                    198: }
                    199:
                    200: void Pbconvmat_gf2n(arg,rp)
                    201: NODE arg;
                    202: LIST *rp;
                    203: {
                    204:        P p0,p1;
                    205:        int to;
                    206:        GF2MAT p01,p10;
                    207:        GF2N root;
                    208:        NODE n0,n1;
                    209:
                    210:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    211:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    212:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    213:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    214:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    215:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    216:        } else
                    217:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    218:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    219:        MKLIST(*rp,n0);
                    220: }
                    221:
                    222: void Pmulmat_gf2n(arg,rp)
                    223: NODE arg;
                    224: GF2MAT *rp;
                    225: {
                    226:        GF2MAT m;
                    227:
                    228:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    229:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    230:        *rp = m;
                    231: }
                    232:
                    233: void Psepmat_destructive(arg,rp)
                    234: NODE arg;
                    235: LIST *rp;
                    236: {
                    237:        MAT mat,mat1;
                    238:        int i,j,row,col;
                    239:        Q **a,**a1;
                    240:        Q ent;
                    241:        N nm,mod,rem,quo;
                    242:        int sgn;
                    243:        NODE n0,n1;
                    244:
                    245:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    246:        row = mat->row; col = mat->col;
                    247:        MKMAT(mat1,row,col);
                    248:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    249:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    250:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    251:                        ent = a[i][j];
                    252:                        if ( !ent )
                    253:                                continue;
                    254:                        nm = NM(ent);
                    255:                        sgn = SGN(ent);
                    256:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    257: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    258: /*                             GC_free(nm); */
                    259: /*                     GC_free(ent); */
                    260:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    261:                }
                    262:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    263:        MKLIST(*rp,n0);
                    264: }
                    265:
                    266: void Psepvect(arg,rp)
                    267: NODE arg;
                    268: VECT *rp;
                    269: {
                    270:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    271: }
                    272:
                    273: void sepvect(v,d,rp)
                    274: VECT v;
                    275: int d;
                    276: VECT *rp;
                    277: {
                    278:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    279:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    280:        VECT w,u;
                    281:
                    282:        n = v->len;
                    283:        if ( d > n )
                    284:                d = n;
                    285:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    286:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    287:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    288:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    289:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    290:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    291:                        pu[j] = pv[k];
                    292:        }
                    293:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    294:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    295:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    296:                        pu[j] = pv[k];
                    297:        }
                    298: }
                    299:
                    300: void Pnewvect(arg,rp)
                    301: NODE arg;
                    302: VECT *rp;
                    303: {
                    304:        int len,i,r;
                    305:        VECT vect;
                    306:        pointer *vb;
                    307:        LIST list;
                    308:        NODE tn;
                    309:
                    310:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    311:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    312:        if ( len <= 0 )
                    313:                error("newvect : invalid size");
                    314:        MKVECT(vect,len);
                    315:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    316:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    317:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    318:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    319:                if ( r > len ) {
                    320:                        *rp = vect;
                    321:                        return;
                    322:                }
                    323:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    324:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    325:        }
                    326:        *rp = vect;
                    327: }
                    328:
                    329: void Pnewmat(arg,rp)
                    330: NODE arg;
                    331: MAT *rp;
                    332: {
                    333:        int row,col;
                    334:        int i,j,r,c;
                    335:        NODE tn,sn;
                    336:        MAT m;
                    337:        pointer **mb;
                    338:        LIST list;
                    339:
                    340:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    341:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    342:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    343:        if ( row <= 0 || col <= 0 )
                    344:                error("newmat : invalid size");
                    345:        MKMAT(m,row,col);
                    346:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    347:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    348:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    349:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    350:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    351:                        c = MAX(c,j);
                    352:                }
                    353:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    354:                        *rp = m;
                    355:                        return;
                    356:                }
                    357:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    358:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    359:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    360:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    361:                }
                    362:        }
                    363:        *rp = m;
                    364: }
                    365:
                    366: void Pvtol(arg,rp)
                    367: NODE arg;
                    368: LIST *rp;
                    369: {
                    370:        NODE n,n1;
                    371:        VECT v;
                    372:        pointer *a;
                    373:        int len,i;
                    374:
                    375:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    376:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    377:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    378:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    379:        }
                    380:        MKLIST(*rp,n);
                    381: }
                    382:
                    383: void Premainder(arg,rp)
                    384: NODE arg;
                    385: Obj *rp;
                    386: {
                    387:        Obj a;
                    388:        VECT v,w;
                    389:        MAT m,l;
                    390:        pointer *vb,*wb;
                    391:        pointer **mb,**lb;
                    392:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    393:        Q md,q;
                    394:
                    395:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    396:        if ( !a )
                    397:                *rp = 0;
                    398:        else {
                    399:                id = OID(a);
                    400:                switch ( id ) {
                    401:                        case O_N:
                    402:                        case O_P:
                    403:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    404:                        case O_VECT:
                    405:                                smd = QTOS(md);
                    406:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    407:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    408:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    409:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    410:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    411:                                                STOQ(t,q);
                    412:                                                if ( q )
                    413:                                                        SGN(q) = sgn;
                    414:                                        }
                    415:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    416:                                }
                    417:                                *rp = (Obj)w;
                    418:                                break;
                    419:                        case O_MAT:
                    420:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    421:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    422:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    423:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    424:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    425:                                *rp = (Obj)l;
                    426:                                break;
                    427:                        default:
                    428:                                error("remainder : invalid argument");
                    429:                }
                    430:        }
                    431: }
                    432:
                    433: void Psremainder(arg,rp)
                    434: NODE arg;
                    435: Obj *rp;
                    436: {
                    437:        Obj a;
                    438:        VECT v,w;
                    439:        MAT m,l;
                    440:        pointer *vb,*wb;
                    441:        pointer **mb,**lb;
                    442:        unsigned int t,smd;
                    443:        int id,i,j,n,row,col;
                    444:        Q md,q;
                    445:
                    446:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    447:        if ( !a )
                    448:                *rp = 0;
                    449:        else {
                    450:                id = OID(a);
                    451:                switch ( id ) {
                    452:                        case O_N:
                    453:                        case O_P:
                    454:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    455:                        case O_VECT:
                    456:                                smd = QTOS(md);
                    457:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    458:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    459:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    460:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    461:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    462:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    463:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    464:                                                UTOQ(t,q);
                    465:                                        }
                    466:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    467:                                }
                    468:                                *rp = (Obj)w;
                    469:                                break;
                    470:                        case O_MAT:
                    471:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    472:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    473:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    474:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    475:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    476:                                *rp = (Obj)l;
                    477:                                break;
                    478:                        default:
                    479:                                error("remainder : invalid argument");
                    480:                }
                    481:        }
                    482: }
                    483:
                    484: void Psize(arg,rp)
                    485: NODE arg;
                    486: LIST *rp;
                    487: {
                    488:
                    489:        int n,m;
                    490:        Q q;
                    491:        NODE t,s;
                    492:
                    493:        if ( !ARG0(arg) )
                    494:                 t = 0;
                    495:        else {
                    496:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    497:                        case O_VECT:
                    498:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    499:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    500:                                break;
                    501:                        case O_MAT:
                    502:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    503:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    504:                                break;
                    505:                        default:
                    506:                                error("size : invalid argument"); break;
                    507:                }
                    508:        }
                    509:        MKLIST(*rp,t);
                    510: }
                    511:
                    512: void Pdet(arg,rp)
                    513: NODE arg;
                    514: P *rp;
                    515: {
                    516:        MAT m;
                    517:        int n,i,j,mod;
                    518:        P d;
                    519:        P **mat,**w;
                    520:
                    521:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    522:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    523:        if ( m->row != m->col )
                    524:                error("det : non-square matrix");
                    525:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    526:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    527:        else {
                    528:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    529:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    530:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    531:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    532:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    533:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    534:                mptop(d,rp);
                    535:        }
                    536: }
                    537:
                    538: /*
                    539:        input : a row x col matrix A
                    540:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    541:
                    542:        output : [B,R,C]
                    543:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    544:                R : a vector of length rank(A)
                    545:                C : a vector of length col-rank(A)
                    546:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    547: */
                    548:
                    549: void Pgeneric_gauss_elim_mod(arg,rp)
                    550: NODE arg;
                    551: LIST *rp;
                    552: {
                    553:        NODE n0;
                    554:        MAT m,mat;
                    555:        VECT rind,cind;
                    556:        Q **tmat;
                    557:        int **wmat;
                    558:        Q *rib,*cib;
                    559:        int *colstat;
                    560:        Q q;
                    561:        int md,i,j,k,l,row,col,t,n,rank;
                    562:
                    563:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    564:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    565:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    566:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    567:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    568:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    569:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    570:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    571:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    572:                                t = rem(NM(q),md);
                    573:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    574:                                        t = (md - t) % md;
                    575:                                wmat[i][j] = t;
                    576:                        } else
                    577:                                wmat[i][j] = 0;
                    578:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    579:
                    580:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    581:        tmat = (Q **)mat->body;
                    582:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    583:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    584:                        if ( !colstat[j] ) {
                    585:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    586:                        }
                    587:
                    588:        MKVECT(rind,rank);
                    589:        MKVECT(cind,col-rank);
                    590:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    591:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    592:                if ( colstat[j] ) {
                    593:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    594:                } else {
                    595:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    596:                }
                    597:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    598:        MKLIST(*rp,n0);
                    599: }
                    600:
                    601: void Pleqm(arg,rp)
                    602: NODE arg;
                    603: VECT *rp;
                    604: {
                    605:        MAT m;
                    606:        VECT vect;
                    607:        pointer **mat;
                    608:        Q *v;
                    609:        Q q;
                    610:        int **wmat;
                    611:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    612:
                    613:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    614:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    615:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    616:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    617:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    618:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    619:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    620:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    621:                                t = rem(NM(q),md);
                    622:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    623:                                        t = (md - t) % md;
                    624:                                wmat[i][j] = t;
                    625:                        } else
                    626:                                wmat[i][j] = 0;
                    627:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    628:        if ( status < 0 )
                    629:                *rp = 0;
                    630:        else if ( status > 0 )
                    631:                *rp = (VECT)ONE;
                    632:        else {
                    633:                n = col - 1;
                    634:                MKVECT(vect,n);
                    635:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    636:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    637:                }
                    638:                *rp = vect;
                    639:        }
                    640: }
                    641:
                    642: int gauss_elim_mod(mat,row,col,md)
                    643: int **mat;
                    644: int row,col,md;
                    645: {
                    646:        int i,j,k,inv,a,n;
                    647:        int *t,*pivot;
                    648:
                    649:        n = col - 1;
                    650:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    651:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    652:                if ( i == row )
                    653:                        return 1;
                    654:                if ( i != j ) {
                    655:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    656:                }
                    657:                pivot = mat[j];
                    658:                inv = invm(pivot[j],md);
                    659:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    660: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    661:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    662:                }
                    663:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    664:                        t = mat[i];
                    665:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    666:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
                    667: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
                    668:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,t[k])
                    669:                                }
                    670:                }
                    671:        }
                    672:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    673:        if ( i == row )
                    674:                return 0;
                    675:        else
                    676:                return -1;
                    677: }
                    678:
1.4     ! noro      679: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      680:
                    681: int generic_gauss_elim(mat,nm,dn,rindp,cindp)
                    682: MAT mat;
                    683: MAT *nm;
                    684: Q *dn;
                    685: int **rindp,**cindp;
                    686: {
                    687:        int **wmat;
                    688:        Q **bmat;
                    689:        N **tmat;
                    690:        Q *bmi;
                    691:        N *tmi;
                    692:        Q q;
                    693:        int *wmi;
                    694:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    695:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    696:        N m1,m2,m3,s,u;
                    697:        MAT r,crmat;
                    698:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    699:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    700:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    701:        int ret;
                    702:
                    703:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    704:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    705:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    706:        bmat = (Q **)mat->body;
                    707:        row = mat->row; col = mat->col;
                    708:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    709:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    710:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    711:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.2       noro      712:                if ( Print ) {
                    713:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    714:                }
1.1       noro      715:                md = lprime[ind];
                    716:                get_eg(&tmp0);
                    717:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    718:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    719:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    720:                                        t = rem(NM(q),md);
                    721:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    722:                                                t = (md - t) % md;
                    723:                                        wmi[j] = t;
                    724:                                } else
                    725:                                        wmi[j] = 0;
                    726:                get_eg(&tmp1);
                    727:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                    728:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                    729:                get_eg(&tmp0);
                    730:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    731:                get_eg(&tmp1);
                    732:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                    733:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                    734:                if ( !ind ) {
                    735: RESET:
                    736:                        UTON(md,m1);
                    737:                        rank0 = rank;
                    738:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    739:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    740:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    741:                        tmat = (N **)crmat->body;
                    742:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    743:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    744:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    745:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                    746:                                        }
                    747:                } else {
                    748:                        if ( rank < rank0 ) {
1.2       noro      749:                                if ( Print ) {
1.1       noro      750:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro      751:                                        fflush(asir_out);
                    752:                                }
1.1       noro      753:                                continue;
                    754:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.2       noro      755:                                if ( Print ) {
1.1       noro      756:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro      757:                                        fflush(asir_out);
                    758:                                }
1.1       noro      759:                                goto RESET;
                    760:                        } else {
                    761:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    762:                                if ( j < col ) {
1.2       noro      763:                                        if ( Print ) {
1.1       noro      764:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro      765:                                                fflush(asir_out);
                    766:                                        }
1.1       noro      767:                                        goto RESET;
                    768:                                }
                    769:                        }
                    770:
                    771:                        get_eg(&tmp0);
                    772:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                    773:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                    774:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    775:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    776:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    777:                                                if ( tmi[k] ) {
                    778:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    779:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                    780:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                    781:                                                                t = wmi[j]-t;
                    782:                                                        else
                    783:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                    784:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    785:                                                        UTON(t1,u);
                    786:                                                        muln(m1,u,&s);
                    787:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    788:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                    789:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    790:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    791:                                                        UTON(t,u);
                    792:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    793:                                                }
                    794:                                                k++;
                    795:                                        }
                    796:                        m1 = m3;
                    797:                        get_eg(&tmp1);
                    798:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                    799:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                    800:
                    801:                        get_eg(&tmp0);
                    802:                        ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
                    803:                        get_eg(&tmp1);
                    804:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                    805:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                    806:                        if ( ret ) {
                    807:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    808:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    809:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    810:                                        if ( colstat[j] )
                    811:                                                rind[k++] = j;
                    812:                                        else
                    813:                                                cind[l++] = j;
                    814:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro      815:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                    816:                                        get_eg(&tmp1);
                    817:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                    818:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
                    819:                                        if ( Print ) {
                    820:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                    821:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                    822:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                    823:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                    824:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                    825:                                                fflush(asir_out);
                    826:                                        }
                    827:                                        return rank;
                    828:                                }
                    829:                        }
                    830:                }
                    831:        }
                    832: }
                    833:
                    834: int generic_gauss_elim_hensel(mat,nmmat,dn,rindp,cindp)
                    835: MAT mat;
                    836: MAT *nmmat;
                    837: Q *dn;
                    838: int **rindp,**cindp;
                    839: {
                    840:        MAT bmat,xmat;
                    841:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                    842:        Q *ai,*bi,*xi;
                    843:        int row,col;
                    844:        int **w;
                    845:        int *wi;
                    846:        int **wc;
                    847:        Q mdq,q,s,u;
                    848:        N tn;
                    849:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                    850:        unsigned int t;
                    851:        int *cinfo,*rinfo;
                    852:        int *rind,*cind;
                    853:        int count;
                    854:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                    855:
                    856:        a0 = (Q **)mat->body;
                    857:        row = mat->row; col = mat->col;
                    858:        w = (int **)almat(row,col);
                    859:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                    860:                md = lprime[ind];
                    861:                STOQ(md,mdq);
                    862:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    863:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                    864:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                    865:                                        t = rem(NM(q),md);
                    866:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    867:                                                t = (md - t) % md;
                    868:                                        wi[j] = t;
                    869:                                } else
                    870:                                        wi[j] = 0;
                    871:
                    872:                rank = find_lhs_and_lu_mod(w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                    873:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                    874:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                    875:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                    876:                        if ( cinfo[j] ) {
                    877:                                /* the column is in lhs */
                    878:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    879:                                        w[i][li] = w[i][j];
                    880:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                    881:                                }
                    882:                                li++;
                    883:                        } else {
                    884:                                /* the column is in rhs */
                    885:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    886:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                    887:                                ri++;
                    888:                        }
                    889:
                    890:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                    891:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                    892:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                    893:                        /* use the right part of w as work area */
                    894:                        /* ri = col - rank */
                    895:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                    896:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    897:                                wc[i] = w[i]+rank;
                    898:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    899:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                    900:
                    901:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                    902:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                    903:                                fprintf(stderr,".");
                    904:                                /* wc = -b mod md */
                    905:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    906:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                    907:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                    908:                                                        t = rem(NM(u),md);
                    909:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                    910:                                                                t = (md - t) % md;
                    911:                                                        wi[j] = t;
                    912:                                                } else
                    913:                                                        wi[j] = 0;
                    914:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                    915:                                get_eg(&tmp0);
                    916:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro      917:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro      918:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                    919:                                /* x = x-q*wc */
                    920:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    921:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                    922:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                    923:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                    924:                                        }
                    925:                                get_eg(&tmp0);
                    926:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    927:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                    928:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                    929:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                    930:                                                if ( s ) {
                    931:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                    932:                                                        if ( t )
                    933:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                    934:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                    935:                                                } else
                    936:                                                        b[i][j] = 0;
                    937:                                        }
                    938:                                get_eg(&tmp1);
                    939:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                    940:                                /* q = q*md */
                    941:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
                    942:                                if ( !(count % 2) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
                    943:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    944:                                                if ( cinfo[j] )
                    945:                                                        rind[k++] = j;
                    946:                                                else
                    947:                                                        cind[l++] = j;
                    948:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                    949:                                                fprintf(stderr,"\n");
                    950:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                    951:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                    952:                                                fflush(asir_out);
                    953:                                                return rank;
                    954:                                        }
1.1       noro      955:                                }
                    956:                        }
                    957:        }
                    958: }
                    959:
                    960: int f4_nocheck;
                    961:
                    962: int gensolve_check(mat,nm,dn,rind,cind)
                    963: MAT mat,nm;
                    964: Q dn;
                    965: int *rind,*cind;
                    966: {
                    967:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                    968:        Q s,t,u;
                    969:        Q *w;
                    970:        Q *mati,*nmk;
                    971:
                    972:        if ( f4_nocheck )
                    973:                return 1;
                    974:        row = mat->row; col = mat->col;
                    975:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                    976:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                    977:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    978:                mati = (Q *)mat->body[i];
                    979: #if 1
                    980:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                    981:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                    982:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                    983:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                    984:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                    985:                        }
                    986:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                    987:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                    988:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                    989:                                break;
                    990:                }
                    991: #else
                    992:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                    993:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                    994:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                    995:                                addq(s,t,&u); s = u;
                    996:                        }
                    997:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                    998:                        if ( cmpq(s,t) )
                    999:                                break;
                   1000:                }
                   1001: #endif
                   1002:                if ( j != clen )
                   1003:                        break;
                   1004:        }
                   1005:        if ( i != row )
                   1006:                return 0;
                   1007:        else
                   1008:                return 1;
                   1009: }
                   1010:
                   1011: /* assuming 0 < c < m */
                   1012:
                   1013: int inttorat(c,m,b,sgnp,nmp,dnp)
                   1014: N c,m,b;
                   1015: int *sgnp;
                   1016: N *nmp,*dnp;
                   1017: {
                   1018:        Q qq,t,u1,v1,r1,nm;
                   1019:        N q,r,u2,v2,r2;
                   1020:
                   1021:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1022:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1023:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1024:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1025:        }
                   1026:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1027:                return 0;
                   1028:        else {
                   1029:                *nmp = v2;
                   1030:                *dnp = NM(v1);
                   1031:                *sgnp = SGN(v1);
                   1032:                return 1;
                   1033:        }
                   1034: }
                   1035:
                   1036: /* mat->body = N ** */
                   1037:
                   1038: int intmtoratm(mat,md,nm,dn)
                   1039: MAT mat;
                   1040: N md;
                   1041: MAT nm;
                   1042: Q *dn;
                   1043: {
                   1044:        N t,s,b;
                   1045:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1046:        int i,j,k,l,row,col;
                   1047:        Q **rmat;
                   1048:        N **tmat;
                   1049:        N *tmi;
                   1050:        Q *nmk;
                   1051:        N u,unm,udn;
                   1052:        int sgn,ret;
                   1053:
1.3       noro     1054:        if ( UNIN(md) )
                   1055:                return 0;
1.1       noro     1056:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1057:        bshiftn(md,1,&t);
                   1058:        isqrt(t,&s);
                   1059:        bshiftn(s,64,&b);
                   1060:        if ( !b )
                   1061:                b = ONEN;
                   1062:        dn0 = ONE;
                   1063:        tmat = (N **)mat->body;
                   1064:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1065:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1066:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1067:                        if ( tmi[j] ) {
                   1068:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1069:                                remn(s,md,&u);
                   1070:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1071:                                if ( !ret )
                   1072:                                        return 0;
                   1073:                                else {
                   1074:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1075:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1076:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1077:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1078:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1079:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1080:                                                        }
                   1081:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1082:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1083:                                                }
                   1084:                                        }
                   1085:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1086:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1087:                                }
                   1088:                        }
                   1089:        *dn = dn0;
                   1090:        return 1;
                   1091: }
                   1092:
1.3       noro     1093: /* mat->body = Q ** */
                   1094:
                   1095: int intmtoratm_q(mat,md,nm,dn)
                   1096: MAT mat;
                   1097: N md;
                   1098: MAT nm;
                   1099: Q *dn;
                   1100: {
                   1101:        N t,s,b;
                   1102:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1103:        int i,j,k,l,row,col;
                   1104:        Q **rmat;
                   1105:        Q **tmat;
                   1106:        Q *tmi;
                   1107:        Q *nmk;
                   1108:        N u,unm,udn;
                   1109:        int sgn,ret;
                   1110:
                   1111:        if ( UNIN(md) )
                   1112:                return 0;
                   1113:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1114:        bshiftn(md,1,&t);
                   1115:        isqrt(t,&s);
                   1116:        bshiftn(s,64,&b);
                   1117:        if ( !b )
                   1118:                b = ONEN;
                   1119:        dn0 = ONE;
                   1120:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1121:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1122:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1123:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1124:                        if ( tmi[j] ) {
                   1125:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1126:                                remn(s,md,&u);
                   1127:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1128:                                if ( !ret )
                   1129:                                        return 0;
                   1130:                                else {
                   1131:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1132:                                                sgn = -sgn;
                   1133:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1134:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1135:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1136:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1137:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1138:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1139:                                                        }
                   1140:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1141:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1142:                                                }
                   1143:                                        }
                   1144:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1145:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1146:                                }
                   1147:                        }
                   1148:        *dn = dn0;
                   1149:        return 1;
                   1150: }
                   1151:
1.4     ! noro     1152: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
        !          1153:
        !          1154: void reduce_reducers_mod(mat,row,col,md)
        !          1155: int **mat;
        !          1156: int row,col;
        !          1157: int md;
        !          1158: {
        !          1159:        int i,j,k,l,hc,zzz;
        !          1160:        int *t,*s,*tj,*ind;
        !          1161:
        !          1162:        /* reduce the reducers */
        !          1163:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
        !          1164:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
        !          1165:                t = mat[i];
        !          1166:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
        !          1167:                /* register the position of the head term */
        !          1168:                ind[i] = j;
        !          1169:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
        !          1170:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
        !          1171:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
        !          1172:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
        !          1173:                                j = ind[l];
        !          1174:                                s = mat[l]+j;
        !          1175:                                tj = t+j;
        !          1176:                                hc = md-hc;
        !          1177:                                k = col-j;
        !          1178:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
        !          1179:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1180:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1181:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1182:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1183:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1184:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1185:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1186:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1187:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1188:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1189:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1190:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1191:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1192:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1193:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1194:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
        !          1195:                                }
        !          1196:                                for ( ; k >= 0; k-- ) {
        !          1197:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
        !          1198:                                }
        !          1199:                        }
        !          1200:                }
        !          1201:        }
        !          1202: }
        !          1203:
        !          1204: /*
        !          1205:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
        !          1206:                 spolys (i=nred,...,row-1)
        !          1207:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
        !          1208:        1. reduce the reducers
        !          1209:        2. reduce spolys by the reduced reducers
        !          1210: */
        !          1211:
        !          1212: void pre_reduce_mod(mat,row,col,nred,md)
        !          1213: int **mat;
        !          1214: int row,col,nred;
        !          1215: int md;
        !          1216: {
        !          1217:        int i,j,k,l,hc,inv;
        !          1218:        int *t,*s,*tk,*ind;
        !          1219:
        !          1220: #if 1
        !          1221:        /* reduce the reducers */
        !          1222:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
        !          1223:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
        !          1224:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
        !          1225:                t = mat[i];
        !          1226:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
        !          1227:                /* register the position of the head term */
        !          1228:                ind[i] = j;
        !          1229:                inv = invm(t[j],md);
        !          1230:                for ( k = j; k < col; k++ )
        !          1231:                        if ( t[k] )
        !          1232:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
        !          1233:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
        !          1234:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
        !          1235:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
        !          1236:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
        !          1237:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
        !          1238:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
        !          1239:                                        if ( *s )
        !          1240:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
        !          1241:                        }
        !          1242:                }
        !          1243:        }
        !          1244:        /* reduce the spolys */
        !          1245:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
        !          1246:                t = mat[i];
        !          1247:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
        !          1248:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
        !          1249:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
        !          1250:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
        !          1251:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
        !          1252:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
        !          1253:                                        if ( *s )
        !          1254:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
        !          1255:                        }
        !          1256:                }
        !          1257:        }
        !          1258: #endif
        !          1259: }
        !          1260: /*
        !          1261:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
        !          1262:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
        !          1263: */
        !          1264:
        !          1265: void reduce_sp_by_red_mod(sp,redmat,ind,nred,col,md)
        !          1266: int *sp,**redmat;
        !          1267: int *ind;
        !          1268: int nred,col;
        !          1269: int md;
        !          1270: {
        !          1271:        int i,j,k,hc,zzz;
        !          1272:        int *t,*s,*tj;
        !          1273:
        !          1274:        /* reduce the spolys by redmat */
        !          1275:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
        !          1276:                /* reduce sp by redmat[i] */
        !          1277:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
        !          1278:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
        !          1279:                        j = ind[i];
        !          1280:                        hc = md-hc;
        !          1281:                        s = redmat[i]+j;
        !          1282:                        tj = sp+j;
        !          1283:                        for ( k = col-j; k >= 0; k-- ) {
        !          1284:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
        !          1285:                        }
        !          1286:                }
        !          1287:        }
        !          1288: }
        !          1289:
        !          1290: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
        !          1291:
1.1       noro     1292: int generic_gauss_elim_mod(mat,row,col,md,colstat)
                   1293: int **mat;
                   1294: int row,col,md;
                   1295: int *colstat;
                   1296: {
1.4     ! noro     1297:        int i,j,k,l,inv,a,rank,zzz;
        !          1298:        int *t,*pivot,*pk,*tk;
1.1       noro     1299:
                   1300:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
                   1301:                for ( i = rank; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1302:                if ( i == row ) {
                   1303:                        colstat[j] = 0;
                   1304:                        continue;
                   1305:                } else
                   1306:                        colstat[j] = 1;
                   1307:                if ( i != rank ) {
                   1308:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1309:                }
                   1310:                pivot = mat[rank];
                   1311:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4     ! noro     1312:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
        !          1313:                        if ( *pk ) {
        !          1314:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1315:                        }
                   1316:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1317:                        t = mat[i];
1.4     ! noro     1318:                        if ( a = t[j] ) {
        !          1319:                                a = md - a; pk = pivot+j; tk = t+j;
        !          1320:                                k = col-j;
        !          1321:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
        !          1322:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1323:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1324:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1325:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1326:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1327:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1328:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1329:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1330:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1331:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1332:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1333:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1334:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1335:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1336:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1337:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1338:                                }
        !          1339:                                for ( ; k >= 0; k -- ) {
        !          1340:                                        if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
        !          1341:                                }
        !          1342:                        }
1.1       noro     1343:                }
                   1344:                rank++;
                   1345:        }
                   1346:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1347:                if ( colstat[j] ) {
                   1348:                        pivot = mat[l];
                   1349:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1350:                                t = mat[i];
1.4     ! noro     1351:                                if ( a = t[j] ) {
        !          1352:                                        a = md-a; pk = pivot+j; tk = t+j;
        !          1353:                                        k = col-j;
        !          1354:                                        for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
        !          1355:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1356:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1357:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1358:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1359:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1360:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1361:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1362:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1363:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1364:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1365:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1366:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1367:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1368:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1369:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1370:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
        !          1371:                                        }
        !          1372:                                        for ( ; k >= 0; k -- ) {
        !          1373:                                                if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
        !          1374:                                        }
        !          1375:                                }
1.1       noro     1376:                        }
                   1377:                        l--;
                   1378:                }
                   1379:        return rank;
                   1380: }
                   1381:
                   1382: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1383:
                   1384: int lu_gfmmat(mat,md,perm)
                   1385: GFMMAT mat;
                   1386: unsigned int md;
                   1387: int *perm;
                   1388: {
                   1389:        int row,col;
                   1390:        int i,j,k,l;
                   1391:        unsigned int *t,*pivot;
                   1392:        unsigned int **a;
                   1393:        unsigned int inv,m;
                   1394:
                   1395:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1396:        a = mat->body;
                   1397:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1398:
                   1399:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1400:                perm[i] = i;
                   1401:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1402:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1403:                if ( i == row )
                   1404:                        return 0;
                   1405:                if ( i != k ) {
                   1406:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1407:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1408:                }
                   1409:                pivot = a[k];
                   1410:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1411:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1412:                        t = a[i];
                   1413:                        if ( m = t[k] ) {
                   1414:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1415:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1416:                                        if ( pivot[j] ) {
                   1417:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,t[j])
                   1418:                                        }
                   1419:                        }
                   1420:                }
                   1421:        }
                   1422:        return 1;
                   1423: }
                   1424:
1.3       noro     1425: /*
                   1426:  Input
                   1427:        a: a row x col matrix
                   1428:        md : a modulus
                   1429:
                   1430:  Output:
                   1431:        return : d = the rank of mat
                   1432:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1433:        rinfo: array of length row
                   1434:        cinfo: array of length col
                   1435:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1436:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1437: */
                   1438:
                   1439: int find_lhs_and_lu_mod(a,row,col,md,rinfo,cinfo)
                   1440: unsigned int **a;
                   1441: unsigned int md;
                   1442: int **rinfo,**cinfo;
                   1443: {
                   1444:        int i,j,k,l,d;
                   1445:        int *rp,*cp;
                   1446:        unsigned int *t,*pivot;
                   1447:        unsigned int inv,m;
                   1448:
                   1449:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1450:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1451:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1452:                rp[i] = i;
                   1453:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1454:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1455:                if ( i == row ) {
                   1456:                        cp[k] = 0;
                   1457:                        continue;
                   1458:                } else
                   1459:                        cp[k] = 1;
                   1460:                if ( i != d ) {
                   1461:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1462:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1463:                }
                   1464:                pivot = a[d];
                   1465:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1466:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1467:                        t = a[i];
                   1468:                        if ( m = t[k] ) {
                   1469:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1470:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1471:                                        if ( pivot[j] ) {
                   1472:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,t[j])
                   1473:                                        }
                   1474:                        }
                   1475:                }
                   1476:                d++;
                   1477:        }
                   1478:        return d;
                   1479: }
                   1480:
                   1481: /*
                   1482:   Input
                   1483:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1484:        md : modulus
                   1485:        b : n x l matrix
                   1486:  Output
                   1487:        b = a^(-1)b
                   1488:  */
                   1489:
                   1490: void solve_by_lu_mod(a,n,md,b,l)
                   1491: int **a;
                   1492: int n;
                   1493: int md;
                   1494: int **b;
                   1495: int l;
                   1496: {
                   1497:        unsigned int *y,*c;
                   1498:        int i,j,k;
                   1499:        unsigned int t,m,m2;
                   1500:
                   1501:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1502:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1503:        m2 = md>>1;
                   1504:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1505:                /* copy b[.][k] to c */
                   1506:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1507:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1508:                /* solve Ly=c */
                   1509:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1510:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1511:                                if ( a[i][j] ) {
                   1512:                                        m = md - a[i][j];
                   1513:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1514:                                }
                   1515:                        y[i] = t;
                   1516:                }
                   1517:                /* solve Uc=y */
                   1518:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1519:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1520:                                if ( a[i][j] ) {
                   1521:                                        m = md - a[i][j];
                   1522:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1523:                                }
                   1524:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1525:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1526:                }
                   1527:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1528:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1529:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1530:        }
                   1531: }
                   1532:
1.1       noro     1533: void Pleqm1(arg,rp)
                   1534: NODE arg;
                   1535: VECT *rp;
                   1536: {
                   1537:        MAT m;
                   1538:        VECT vect;
                   1539:        pointer **mat;
                   1540:        Q *v;
                   1541:        Q q;
                   1542:        int **wmat;
                   1543:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1544:
                   1545:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1546:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1547:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1548:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1549:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1550:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1551:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1552:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1553:                                t = rem(NM(q),md);
                   1554:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1555:                                        t = (md - t) % md;
                   1556:                                wmat[i][j] = t;
                   1557:                        } else
                   1558:                                wmat[i][j] = 0;
                   1559:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1560:        if ( status < 0 )
                   1561:                *rp = 0;
                   1562:        else if ( status > 0 )
                   1563:                *rp = (VECT)ONE;
                   1564:        else {
                   1565:                n = col - 1;
                   1566:                MKVECT(vect,n);
                   1567:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1568:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1569:                }
                   1570:                *rp = vect;
                   1571:        }
                   1572: }
                   1573:
                   1574: gauss_elim_mod1(mat,row,col,md)
                   1575: int **mat;
                   1576: int row,col,md;
                   1577: {
                   1578:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1579:        int *t,*pivot;
                   1580:
                   1581:        n = col - 1;
                   1582:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1583:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1584:                if ( i == row )
                   1585:                        return 1;
                   1586:                if ( i != j ) {
                   1587:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1588:                }
                   1589:                pivot = mat[j];
                   1590:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1591:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1592:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1593:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1594:                        t = mat[i];
                   1595:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1596:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1597:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1598:                }
                   1599:        }
                   1600:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1601:        if ( i == row ) {
                   1602:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1603:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1604:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1605:                                mat[i][j] = 0;
                   1606:                        }
                   1607:                }
                   1608:                return 0;
                   1609:        } else
                   1610:                return -1;
                   1611: }
                   1612:
                   1613: void Pgeninvm(arg,rp)
                   1614: NODE arg;
                   1615: LIST *rp;
                   1616: {
                   1617:        MAT m;
                   1618:        pointer **mat;
                   1619:        Q **tmat;
                   1620:        Q q;
                   1621:        unsigned int **wmat;
                   1622:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1623:        MAT mat1,mat2;
                   1624:        NODE node1,node2;
                   1625:
                   1626:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1627:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1628:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1629:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1630:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1631:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1632:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1633:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1634:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1635:                                t = rem(NM(q),md);
                   1636:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1637:                                        t = (md - t) % md;
                   1638:                                wmat[i][j] = t;
                   1639:                        }
                   1640:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1641:        }
                   1642:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1643:        if ( status > 0 )
                   1644:                *rp = 0;
                   1645:        else {
                   1646:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1647:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1648:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1649:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
                   1650:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1651:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1652:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
                   1653:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1654:        }
                   1655: }
                   1656:
                   1657: int gauss_elim_geninv_mod(mat,row,col,md)
                   1658: unsigned int **mat;
                   1659: int row,col,md;
                   1660: {
                   1661:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1662:        unsigned int *t,*pivot;
                   1663:
                   1664:        n = col; m = row+col;
                   1665:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1666:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1667:                if ( i == row )
                   1668:                        return 1;
                   1669:                if ( i != j ) {
                   1670:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1671:                }
                   1672:                pivot = mat[j];
                   1673:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1674:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1675:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1676:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1677:                        t = mat[i];
                   1678:                        if ( a = t[j] )
                   1679:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1680:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1681:                }
                   1682:        }
                   1683:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1684:                pivot = mat[j];
                   1685:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1686:                        t = mat[i];
                   1687:                        if ( a = t[j] )
                   1688:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1689:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1690:                }
                   1691:        }
                   1692:        return 0;
                   1693: }
                   1694:
                   1695: void Psolve_by_lu_gfmmat(arg,rp)
                   1696: NODE arg;
                   1697: VECT *rp;
                   1698: {
                   1699:        GFMMAT lu;
                   1700:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1701:        int n,i;
                   1702:        unsigned int md;
                   1703:        unsigned int *b,*sol;
                   1704:        VECT r;
                   1705:
                   1706:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1707:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1708:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1709:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1710:        n = lu->col;
                   1711:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1712:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1713:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1714:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1715:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1716:        MKVECT(r,n);
                   1717:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
                   1718:                        STOQ(sol[i],v[i]);
                   1719:        *rp = r;
                   1720: }
                   1721:
                   1722: void solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,x)
                   1723: GFMMAT lu;
                   1724: unsigned int md;
                   1725: unsigned int *b;
                   1726: unsigned int *x;
                   1727: {
                   1728:        int n;
                   1729:        unsigned int **a;
                   1730:        unsigned int *y;
                   1731:        int i,j;
                   1732:        unsigned int t,m;
                   1733:
                   1734:        n = lu->col;
                   1735:        a = lu->body;
                   1736:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1737:        /* solve Ly=b */
                   1738:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1739:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1740:                        if ( a[i][j] ) {
                   1741:                                m = md - a[i][j];
                   1742:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1743:                        }
                   1744:                y[i] = t;
                   1745:        }
                   1746:        /* solve Ux=y */
                   1747:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1748:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1749:                        if ( a[i][j] ) {
                   1750:                                m = md - a[i][j];
                   1751:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   1752:                        }
                   1753:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1754:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   1755:        }
                   1756: }
                   1757:
                   1758: void Plu_gfmmat(arg,rp)
                   1759: NODE arg;
                   1760: LIST *rp;
                   1761: {
                   1762:        MAT m;
                   1763:        GFMMAT mm;
                   1764:        unsigned int md;
                   1765:        int i,row,col,status;
                   1766:        int *iperm;
                   1767:        Q *v;
                   1768:        VECT perm;
                   1769:        NODE n0;
                   1770:
                   1771:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1772:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1773:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1774:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   1775:        row = m->row;
                   1776:        col = m->col;
                   1777:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1778:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   1779:        if ( !status )
                   1780:                n0 = 0;
                   1781:        else {
                   1782:                MKVECT(perm,row);
                   1783:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   1784:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   1785:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   1786:        }
                   1787:        MKLIST(*rp,n0);
                   1788: }
                   1789:
                   1790: void Pmat_to_gfmmat(arg,rp)
                   1791: NODE arg;
                   1792: GFMMAT *rp;
                   1793: {
                   1794:        MAT m;
                   1795:        unsigned int md;
                   1796:
                   1797:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1798:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1799:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1800:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   1801: }
                   1802:
                   1803: void mat_to_gfmmat(m,md,rp)
                   1804: MAT m;
                   1805: unsigned int md;
                   1806: GFMMAT *rp;
                   1807: {
                   1808:        unsigned int **wmat;
                   1809:        unsigned int t;
                   1810:        Q **mat;
                   1811:        Q q;
                   1812:        int i,j,row,col;
                   1813:
                   1814:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   1815:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   1816:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1817:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   1818:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1819:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   1820:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1821:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1822:                                        t = (md - t) % md;
                   1823:                                wmat[i][j] = t;
                   1824:                        }
                   1825:        }
                   1826:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   1827: }
                   1828:
                   1829: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   1830: NODE arg;
                   1831: LIST *rp;
                   1832: {
                   1833:        MAT m;
                   1834:        pointer **mat;
                   1835:        Q **tmat;
                   1836:        Q *tvect;
                   1837:        Q q;
                   1838:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   1839:        int *index;
                   1840:        unsigned int t,md;
                   1841:        int i,j,row,col,status;
                   1842:        MAT mat1;
                   1843:        VECT vect1;
                   1844:        NODE node1,node2;
                   1845:
                   1846:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   1847:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   1848:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1849:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1850:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1851:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1852:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1853:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1854:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1855:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1856:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1857:                                        t = (md - t) % md;
                   1858:                                wmat[i][j] = t;
                   1859:                        }
                   1860:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1861:        }
                   1862:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   1863:        if ( status > 0 )
                   1864:                *rp = 0;
                   1865:        else {
                   1866:                MKMAT(mat1,col,col);
                   1867:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1868:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1869:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   1870:                MKVECT(vect1,row);
                   1871:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   1872:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   1873:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1874:        }
                   1875: }
                   1876:
                   1877: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   1878: unsigned int **mat;
                   1879: int row,col;
                   1880: unsigned int md;
                   1881: unsigned int ***invmatp;
                   1882: int **indexp;
                   1883: {
                   1884:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1885:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   1886:        int *index;
                   1887:        unsigned int **invmat;
                   1888:
                   1889:        n = col; m = row+col;
                   1890:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1891:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1892:                index[i] = i;
                   1893:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1894:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1895:                if ( i == row ) {
                   1896:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   1897:                }
                   1898:                if ( i != j ) {
                   1899:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1900:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   1901:                }
                   1902:                pivot = mat[j];
                   1903:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   1904:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1905:                        if ( pivot[k] )
                   1906:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1907:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1908:                        t = mat[i];
                   1909:                        if ( a = t[j] )
                   1910:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1911:                                        if ( pivot[k] )
                   1912:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1913:                }
                   1914:        }
                   1915:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1916:                pivot = mat[j];
                   1917:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1918:                        t = mat[i];
                   1919:                        if ( a = t[j] )
                   1920:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1921:                                        if ( pivot[k] )
                   1922:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1923:                }
                   1924:        }
                   1925:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
                   1926:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   1927:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   1928:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   1929:        return 0;
                   1930: }
                   1931:
                   1932: void _addn(N,N,N);
                   1933: int _subn(N,N,N);
                   1934: void _muln(N,N,N);
                   1935:
                   1936: void inner_product_int(a,b,n,r)
                   1937: Q *a,*b;
                   1938: int n;
                   1939: Q *r;
                   1940: {
                   1941:        int la,lb,i;
                   1942:        int sgn,sgn1;
                   1943:        N wm,wma,sum,t;
                   1944:
                   1945:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   1946:                if ( a[i] )
                   1947:                        if ( DN(a[i]) )
                   1948:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   1949:                        else
                   1950:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   1951:                if ( b[i] )
                   1952:                        if ( DN(b[i]) )
                   1953:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   1954:                        else
                   1955:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   1956:        }
                   1957:        sgn = 0;
                   1958:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   1959:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   1960:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   1961:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   1962:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1963:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   1964:                        continue;
                   1965:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   1966:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   1967:                if ( !sgn ) {
                   1968:                        sgn = sgn1;
                   1969:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   1970:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   1971:                        _addn(sum,wm,wma);
                   1972:                        if ( !PL(wma) )
                   1973:                                sgn = 0;
                   1974:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   1975:                } else {
                   1976:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   1977:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   1978:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   1979:                }
                   1980:        }
                   1981:        GC_free(wm);
                   1982:        GC_free(wma);
                   1983:        if ( !sgn ) {
                   1984:                GC_free(sum);
                   1985:                *r = 0;
                   1986:        } else
                   1987:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   1988: }
                   1989:
1.3       noro     1990: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   1991:
                   1992: void inner_product_mat_int_mod(a,b,n,k,l,r)
                   1993: Q **a;
                   1994: int **b;
                   1995: int n,k,l;
                   1996: Q *r;
                   1997: {
                   1998:        int la,lb,i;
                   1999:        int sgn,sgn1;
                   2000:        N wm,wma,sum,t;
                   2001:        Q aki;
                   2002:        int bil,bilsgn;
                   2003:        struct oN tn;
                   2004:
                   2005:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2006:                if ( aki = a[k][i] )
                   2007:                        if ( DN(aki) )
                   2008:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2009:                        else
                   2010:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2011:        }
                   2012:        lb = 1;
                   2013:        sgn = 0;
                   2014:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2015:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2016:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2017:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2018:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2019:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2020:                        continue;
                   2021:                tn.p = 1;
                   2022:                if ( bil > 0 ) {
                   2023:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2024:                } else {
                   2025:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2026:                }
                   2027:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2028:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2029:                if ( !sgn ) {
                   2030:                        sgn = sgn1;
                   2031:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2032:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2033:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2034:                        if ( !PL(wma) )
                   2035:                                sgn = 0;
                   2036:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2037:                } else {
                   2038:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2039:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2040:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2041:                }
                   2042:        }
                   2043:        GC_free(wm);
                   2044:        GC_free(wma);
                   2045:        if ( !sgn ) {
                   2046:                GC_free(sum);
                   2047:                *r = 0;
                   2048:        } else
                   2049:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2050: }
                   2051:
1.1       noro     2052: void Pmul_mat_vect_int(arg,rp)
                   2053: NODE arg;
                   2054: VECT *rp;
                   2055: {
                   2056:        MAT mat;
                   2057:        VECT vect,r;
                   2058:        int row,col,i;
                   2059:
                   2060:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2061:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2062:        row = mat->row;
                   2063:        col = mat->col;
                   2064:        MKVECT(r,row);
                   2065:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2066:                inner_product_int(mat->body[i],vect->body,col,&r->body[i]);
                   2067:        *rp = r;
                   2068: }
                   2069:
                   2070: void Pnbpoly_up2(arg,rp)
                   2071: NODE arg;
                   2072: GF2N *rp;
                   2073: {
                   2074:        int m,type,ret;
                   2075:        UP2 r;
                   2076:
                   2077:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2078:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2079:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2080:        if ( ret == 0 )
                   2081:                MKGF2N(r,*rp);
                   2082:        else
                   2083:                *rp = 0;
                   2084: }
                   2085:
                   2086: void Px962_irredpoly_up2(arg,rp)
                   2087: NODE arg;
                   2088: GF2N *rp;
                   2089: {
                   2090:        int m,type,ret,w;
                   2091:        GF2N prev;
                   2092:        UP2 r;
                   2093:
                   2094:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2095:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2096:        if ( !prev ) {
                   2097:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2098:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2099:        } else {
                   2100:                r = prev->body;
                   2101:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2102:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2103:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2104:                }
                   2105:        }
                   2106:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2107:        if ( ret == 0 )
                   2108:                MKGF2N(r,*rp);
                   2109:        else
                   2110:                *rp = 0;
                   2111: }
                   2112:
                   2113: void Pirredpoly_up2(arg,rp)
                   2114: NODE arg;
                   2115: GF2N *rp;
                   2116: {
                   2117:        int m,type,ret,w;
                   2118:        GF2N prev;
                   2119:        UP2 r;
                   2120:
                   2121:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2122:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2123:        if ( !prev ) {
                   2124:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2125:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2126:        } else {
                   2127:                r = prev->body;
                   2128:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2129:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2130:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2131:                }
                   2132:        }
                   2133:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2134:        if ( ret == 0 )
                   2135:                MKGF2N(r,*rp);
                   2136:        else
                   2137:                *rp = 0;
                   2138: }
                   2139:
                   2140: /*
                   2141:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2142:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2143:  *
                   2144:  * return value : 0  --- exists
                   2145:  *                1  --- does not exist
                   2146:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2147:  */
                   2148:
                   2149: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2150: {
                   2151:        int i,r;
                   2152:        int w;
                   2153:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2154:
                   2155:        w = (m>>5)+1;
                   2156:        switch ( type ) {
                   2157:                case 1:
                   2158:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2159:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2160:                        /* set all the bits */
                   2161:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2162:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2163:                        /* mask the top word if necessary */
                   2164:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2165:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2166:                        return 0;
                   2167:                        break;
                   2168:                case 2:
                   2169:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2170:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2171:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2172:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2173:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2174:
                   2175:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2176:
                   2177:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2178:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2179:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2180:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2181:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2182:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2183:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2184:                                /* cyclic change of the variables */
                   2185:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2186:                        }
                   2187:                        _copyup2(f1,f);
                   2188:                        return 0;
                   2189:                        break;
                   2190:                default:
                   2191:                        return -1;
                   2192:                        break;
                   2193:                }
                   2194: }
                   2195:
                   2196: /*
                   2197:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2198:  * return value : 0  --- exists
                   2199:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2200:  */
                   2201:
                   2202: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2203: {
                   2204:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2205:        int w;
                   2206:        unsigned int *fd;
                   2207:
                   2208:        /*
                   2209:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2210:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2211:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2212:         */
                   2213:
                   2214:        fd = f->b;
                   2215:        w = (d>>5)+1;
                   2216:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2217:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2218:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2219:                switch ( nz ) {
                   2220:                        case 3:
                   2221:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2222:                                /* reset i0-th bit */
                   2223:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2224:                                j0 = k0 = 0;
                   2225:                                break;
                   2226:                        case 5:
                   2227:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2228:                                /* reset i0-th bit */
                   2229:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2230:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2231:                                /* reset j0-th bit */
                   2232:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2233:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2234:                                /* reset k0-th bit */
                   2235:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2236:                                break;
                   2237:                        default:
                   2238:                                f->w = 0; break;
                   2239:                }
                   2240:        } else
                   2241:                f->w = 0;
                   2242:
                   2243:        if ( !f->w ) {
                   2244:                fd = f->b;
                   2245:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2246:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2247:        }
                   2248:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2249:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2250:
                   2251:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2252:
                   2253:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2254:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2255:                if ( i < i0 ) continue;
                   2256:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2257:                /* set i-th bit */
                   2258:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2259:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2260:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2261:                /* reset i-th bit */
                   2262:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2263:        }
                   2264:
                   2265:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2266: PENTA:
                   2267:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2268:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2269:                if ( i < i0 ) continue;
                   2270:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2271:                /* set i-th bit */
                   2272:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2273:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2274:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2275:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2276:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2277:                        /* set j-th bit */
                   2278:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2279:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2280:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2281:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2282:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2283:                                /* set k-th bit */
                   2284:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2285:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2286:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2287:                                /* reset k-th bit */
                   2288:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2289:                        }
                   2290:                        /* reset j-th bit */
                   2291:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2292:                }
                   2293:                /* reset i-th bit */
                   2294:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2295:        }
                   2296:        /* exhausted */
                   2297:        return 1;
                   2298: }
                   2299:
                   2300: /*
                   2301:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2302:  *
                   2303:  * searching strategy:
                   2304:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2305:  *         i is as small as possible.
                   2306:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2307:  *         i is as small as possible.
                   2308:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2309:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2310:  *
                   2311:  * return value : 0  --- exists
                   2312:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2313:  */
                   2314:
                   2315: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2316: {
                   2317:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2318:        int w;
                   2319:        unsigned int *fd;
                   2320:
                   2321:        /*
                   2322:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2323:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2324:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2325:         */
                   2326:
                   2327:        fd = f->b;
                   2328:        w = (d>>5)+1;
                   2329:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2330:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2331:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2332:                switch ( nz ) {
                   2333:                        case 3:
                   2334:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2335:                                /* reset i0-th bit */
                   2336:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2337:                                j0 = k0 = 0;
                   2338:                                break;
                   2339:                        case 5:
                   2340:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2341:                                /* reset i0-th bit */
                   2342:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2343:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2344:                                /* reset j0-th bit */
                   2345:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2346:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2347:                                /* reset k0-th bit */
                   2348:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2349:                                break;
                   2350:                        default:
                   2351:                                f->w = 0; break;
                   2352:                }
                   2353:        } else
                   2354:                f->w = 0;
                   2355:
                   2356:        if ( !f->w ) {
                   2357:                fd = f->b;
                   2358:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2359:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2360:        }
                   2361:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2362:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2363:
                   2364:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2365:
                   2366:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2367:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2368:                if ( i < i0 ) continue;
                   2369:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2370:                /* set i-th bit */
                   2371:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2372:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2373:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2374:                /* reset i-th bit */
                   2375:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2376:        }
                   2377:
                   2378:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2379: PENTA:
                   2380:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2381:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2382:                if ( i < i0 ) continue;
                   2383:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2384:                /* set i-th bit */
                   2385:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2386:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2387:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2388:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2389:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2390:                        /* set j-th bit */
                   2391:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2392:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2393:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2394:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2395:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2396:                                /* set k-th bit */
                   2397:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2398:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2399:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2400:                                /* reset k-th bit */
                   2401:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2402:                        }
                   2403:                        /* reset j-th bit */
                   2404:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2405:                }
                   2406:                /* reset i-th bit */
                   2407:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2408:        }
                   2409:        /* exhausted */
                   2410:        return 1;
1.3       noro     2411: }
                   2412:
                   2413: printqmat(mat,row,col)
                   2414: Q **mat;
                   2415: int row,col;
                   2416: {
                   2417:        int i,j;
                   2418:
                   2419:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2420:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2421:                        printnum(mat[i][j]); printf(" ");
                   2422:                }
                   2423:                printf("\n");
                   2424:        }
                   2425: }
                   2426:
                   2427: printimat(mat,row,col)
                   2428: int **mat;
                   2429: int row,col;
                   2430: {
                   2431:        int i,j;
                   2432:
                   2433:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2434:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2435:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2436:                }
                   2437:                printf("\n");
                   2438:        }
1.1       noro     2439: }

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