[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 1.53

1.6       noro        1: /*
                      2:  * Copyright (c) 1994-2000 FUJITSU LABORATORIES LIMITED
                      3:  * All rights reserved.
                      4:  *
                      5:  * FUJITSU LABORATORIES LIMITED ("FLL") hereby grants you a limited,
                      6:  * non-exclusive and royalty-free license to use, copy, modify and
                      7:  * redistribute, solely for non-commercial and non-profit purposes, the
                      8:  * computer program, "Risa/Asir" ("SOFTWARE"), subject to the terms and
                      9:  * conditions of this Agreement. For the avoidance of doubt, you acquire
                     10:  * only a limited right to use the SOFTWARE hereunder, and FLL or any
                     11:  * third party developer retains all rights, including but not limited to
                     12:  * copyrights, in and to the SOFTWARE.
                     13:  *
                     14:  * (1) FLL does not grant you a license in any way for commercial
                     15:  * purposes. You may use the SOFTWARE only for non-commercial and
                     16:  * non-profit purposes only, such as academic, research and internal
                     17:  * business use.
                     18:  * (2) The SOFTWARE is protected by the Copyright Law of Japan and
                     19:  * international copyright treaties. If you make copies of the SOFTWARE,
                     20:  * with or without modification, as permitted hereunder, you shall affix
                     21:  * to all such copies of the SOFTWARE the above copyright notice.
                     22:  * (3) An explicit reference to this SOFTWARE and its copyright owner
                     23:  * shall be made on your publication or presentation in any form of the
                     24:  * results obtained by use of the SOFTWARE.
                     25:  * (4) In the event that you modify the SOFTWARE, you shall notify FLL by
1.7       noro       26:  * e-mail at risa-admin@sec.flab.fujitsu.co.jp of the detailed specification
1.6       noro       27:  * for such modification or the source code of the modified part of the
                     28:  * SOFTWARE.
                     29:  *
                     30:  * THE SOFTWARE IS PROVIDED AS IS WITHOUT ANY WARRANTY OF ANY KIND. FLL
                     31:  * MAKES ABSOLUTELY NO WARRANTIES, EXPRESSED, IMPLIED OR STATUTORY, AND
                     32:  * EXPRESSLY DISCLAIMS ANY IMPLIED WARRANTY OF MERCHANTABILITY, FITNESS
                     33:  * FOR A PARTICULAR PURPOSE OR NONINFRINGEMENT OF THIRD PARTIES'
                     34:  * RIGHTS. NO FLL DEALER, AGENT, EMPLOYEES IS AUTHORIZED TO MAKE ANY
                     35:  * MODIFICATIONS, EXTENSIONS, OR ADDITIONS TO THIS WARRANTY.
                     36:  * UNDER NO CIRCUMSTANCES AND UNDER NO LEGAL THEORY, TORT, CONTRACT,
                     37:  * OR OTHERWISE, SHALL FLL BE LIABLE TO YOU OR ANY OTHER PERSON FOR ANY
                     38:  * DIRECT, INDIRECT, SPECIAL, INCIDENTAL, PUNITIVE OR CONSEQUENTIAL
                     39:  * DAMAGES OF ANY CHARACTER, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, DAMAGES
                     40:  * ARISING OUT OF OR RELATING TO THE SOFTWARE OR THIS AGREEMENT, DAMAGES
                     41:  * FOR LOSS OF GOODWILL, WORK STOPPAGE, OR LOSS OF DATA, OR FOR ANY
                     42:  * DAMAGES, EVEN IF FLL SHALL HAVE BEEN INFORMED OF THE POSSIBILITY OF
                     43:  * SUCH DAMAGES, OR FOR ANY CLAIM BY ANY OTHER PARTY. EVEN IF A PART
                     44:  * OF THE SOFTWARE HAS BEEN DEVELOPED BY A THIRD PARTY, THE THIRD PARTY
                     45:  * DEVELOPER SHALL HAVE NO LIABILITY IN CONNECTION WITH THE USE,
                     46:  * PERFORMANCE OR NON-PERFORMANCE OF THE SOFTWARE.
                     47:  *
1.53    ! noro       48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.52 2006/05/30 07:35:30 noro Exp $
1.6       noro       49: */
1.1       noro       50: #include "ca.h"
                     51: #include "base.h"
                     52: #include "parse.h"
                     53: #include "inline.h"
1.4       noro       54:
1.51      noro       55: #include <sys/types.h>
                     56: #include <sys/stat.h>
                     57: #include <unistd.h>
                     58:
1.38      noro       59: #define F4_INTRAT_PERIOD 8
                     60:
1.4       noro       61: #if 0
1.1       noro       62: #undef DMAR
                     63: #define DMAR(a1,a2,a3,d,r) (r)=dmar(a1,a2,a3,d);
1.4       noro       64: #endif
1.1       noro       65:
1.11      noro       66: extern int DP_Print; /* XXX */
1.1       noro       67:
1.24      noro       68:
1.1       noro       69: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
1.23      noro       70: void Pinvmat();
1.49      noro       71: void Pnewbytearray(),Pmemoryplot_to_coord();
1.1       noro       72:
1.25      noro       73: void Pgeneric_gauss_elim();
1.1       noro       74: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     75:
                     76: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
1.33      noro       77: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol(), Pltov();
1.27      noro       78: void Pgeninv_sf_swap();
1.1       noro       79: void sepvect();
                     80: void Pmulmat_gf2n();
                     81: void Pbconvmat_gf2n();
                     82: void Pmul_vect_mat_gf2n();
                     83: void PNBmul_gf2n();
                     84: void Pmul_mat_vect_int();
                     85: void Psepmat_destructive();
                     86: void Px962_irredpoly_up2();
                     87: void Pirredpoly_up2();
                     88: void Pnbpoly_up2();
                     89: void Pqsort();
1.14      noro       90: void Pexponent_vector();
1.26      noro       91: void Pmat_swap_row_destructive();
                     92: void Pmat_swap_col_destructive();
1.28      saito      93: void Pvect();
                     94: void Pmat();
1.29      saito      95: void Pmatc();
1.36      noro       96: void Pnd_det();
1.53    ! noro       97: void Plu_mat();
1.1       noro       98:
                     99: struct ftab array_tab[] = {
1.53    ! noro      100:        {"lu_mat",Plu_mat,1},
1.1       noro      101:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                    102:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                    103:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
1.25      noro      104:        {"generic_gauss_elim",Pgeneric_gauss_elim,1},
1.1       noro      105:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                    106:        {"newvect",Pnewvect,-2},
1.28      saito     107:        {"vect",Pvect,-99999999},
1.14      noro      108:        {"vector",Pnewvect,-2},
                    109:        {"exponent_vector",Pexponent_vector,-99999999},
1.1       noro      110:        {"newmat",Pnewmat,-3},
1.14      noro      111:        {"matrix",Pnewmat,-3},
1.28      saito     112:        {"mat",Pmat,-99999999},
1.29      saito     113:        {"matr",Pmat,-99999999},
                    114:        {"matc",Pmatc,-99999999},
1.9       noro      115:        {"newbytearray",Pnewbytearray,-2},
1.49      noro      116:        {"memoryplot_to_coord",Pmemoryplot_to_coord,1},
1.1       noro      117:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    118:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    119:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    120:        {"vtol",Pvtol,1},
1.33      noro      121:        {"ltov",Pltov,1},
1.1       noro      122:        {"size",Psize,1},
                    123:        {"det",Pdet,-2},
1.37      noro      124:        {"nd_det",Pnd_det,-2},
1.23      noro      125:        {"invmat",Pinvmat,-2},
1.1       noro      126:        {"leqm",Pleqm,2},
                    127:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    128:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    129:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
1.27      noro      130:        {"geninv_sf_swap",Pgeninv_sf_swap,1},
1.1       noro      131:        {"remainder",Premainder,2},
                    132:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    133:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    134:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    135:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    136:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    137:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    138:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    139:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    140:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
1.26      noro      141:        {"mat_swap_row_destructive",Pmat_swap_row_destructive,3},
                    142:        {"mat_swap_col_destructive",Pmat_swap_col_destructive,3},
1.1       noro      143:        {0,0,0},
                    144: };
                    145:
1.24      noro      146: int comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      147: {
                    148:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    149: }
                    150:
                    151: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    152: static NODE generic_comp_obj_arg;
                    153:
1.24      noro      154: int generic_comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      155: {
                    156:        Q r;
                    157:
                    158:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    159:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                    160:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                    161:        if ( !r )
                    162:                return 0;
                    163:        else
                    164:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    165: }
                    166:
                    167:
1.46      saito     168: void Pqsort(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      169: {
                    170:        VECT vect;
1.35      ohara     171:        NODE n,n1;
1.1       noro      172:        P p;
                    173:        V v;
1.34      noro      174:        FUNC func;
1.35      ohara     175:        int len,i;
                    176:        pointer *a;
                    177:        Obj t;
                    178:
                    179:        t = ARG0(arg);
                    180:     if (OID(t) == O_LIST) {
                    181:         n = (NODE)BDY((LIST)t);
                    182:         len = length(n);
                    183:         MKVECT(vect,len);
                    184:         for ( i = 0; i < len; i++, n = NEXT(n) ) {
                    185:             BDY(vect)[i] = BDY(n);
                    186:         }
                    187:
                    188:     }else if (OID(t) != O_VECT) {
                    189:         error("qsort : invalid argument");
                    190:     }else {
                    191:         vect = (VECT)t;
                    192:     }
1.1       noro      193:        if ( argc(arg) == 1 )
                    194:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    195:        else {
                    196:                p = (P)ARG1(arg);
                    197:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    198:                        error("qsort : invalid argument");
                    199:                v = VR(p);
1.34      noro      200:                gen_searchf(NAME(v),&func);
                    201:                if ( !func ) {
                    202:                        if ( (int)v->attr != V_SR )
                    203:                                error("qsort : no such function");
                    204:                        func = (FUNC)v->priv;
                    205:                }
                    206:                generic_comp_obj_func = func;
1.1       noro      207:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    208:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    209:        }
1.35      ohara     210:     if (OID(t) == O_LIST) {
                    211:         a = BDY(vect);
                    212:         for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    213:             MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    214:         }
1.46      saito     215:         MKLIST(*rp,n);
1.35      ohara     216:     }else {
1.46      saito     217:         *rp = (LIST)vect;
1.35      ohara     218:     }
1.1       noro      219: }
                    220:
1.24      noro      221: void PNBmul_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      222: {
                    223:        GF2N a,b;
                    224:        GF2MAT mat;
                    225:        int n,w;
                    226:        unsigned int *ab,*bb;
                    227:        UP2 r;
                    228:
                    229:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    230:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    231:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    232:        if ( !a || !b )
                    233:                *rp = 0;
                    234:        else {
                    235:                n = mat->row;
                    236:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    237:
                    238:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    239:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    240:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    241:
                    242:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    243:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    244:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    245:
                    246:                NEWUP2(r,w);
                    247:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    248:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    249:                r->w = w;
                    250:                _adjup2(r);
                    251:                if ( !r->w )
                    252:                        *rp = 0;
                    253:                else
                    254:                        MKGF2N(r,*rp);
                    255:        }
                    256: }
                    257:
1.24      noro      258: void Pmul_vect_mat_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      259: {
                    260:        GF2N a;
                    261:        GF2MAT mat;
                    262:        int n,w;
                    263:        unsigned int *b;
                    264:        UP2 r;
                    265:
                    266:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    267:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    268:        if ( !a )
                    269:                *rp = 0;
                    270:        else {
                    271:                n = mat->row;
                    272:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    273:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    274:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    275:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    276:                NEWUP2(r,w);
                    277:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    278:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    279:                r->w = w;
                    280:                _adjup2(r);
                    281:                if ( !r->w )
                    282:                        *rp = 0;
                    283:                else {
                    284:                        MKGF2N(r,*rp);
                    285:                }
                    286:        }
                    287: }
                    288:
1.24      noro      289: void Pbconvmat_gf2n(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      290: {
                    291:        P p0,p1;
                    292:        int to;
                    293:        GF2MAT p01,p10;
                    294:        GF2N root;
                    295:        NODE n0,n1;
                    296:
                    297:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    298:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    299:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    300:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    301:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    302:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    303:        } else
                    304:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    305:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    306:        MKLIST(*rp,n0);
                    307: }
                    308:
1.24      noro      309: void Pmulmat_gf2n(NODE arg,GF2MAT *rp)
1.1       noro      310: {
                    311:        GF2MAT m;
                    312:
                    313:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    314:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    315:        *rp = m;
                    316: }
                    317:
1.24      noro      318: void Psepmat_destructive(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      319: {
                    320:        MAT mat,mat1;
                    321:        int i,j,row,col;
                    322:        Q **a,**a1;
                    323:        Q ent;
                    324:        N nm,mod,rem,quo;
                    325:        int sgn;
                    326:        NODE n0,n1;
                    327:
                    328:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    329:        row = mat->row; col = mat->col;
                    330:        MKMAT(mat1,row,col);
                    331:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    332:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    333:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    334:                        ent = a[i][j];
                    335:                        if ( !ent )
                    336:                                continue;
                    337:                        nm = NM(ent);
                    338:                        sgn = SGN(ent);
                    339:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    340: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    341: /*                             GC_free(nm); */
                    342: /*                     GC_free(ent); */
                    343:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    344:                }
                    345:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    346:        MKLIST(*rp,n0);
                    347: }
                    348:
1.24      noro      349: void Psepvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      350: {
                    351:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    352: }
                    353:
1.24      noro      354: void sepvect(VECT v,int d,VECT *rp)
1.1       noro      355: {
                    356:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    357:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    358:        VECT w,u;
                    359:
                    360:        n = v->len;
                    361:        if ( d > n )
                    362:                d = n;
                    363:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    364:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    365:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    366:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    367:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    368:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    369:                        pu[j] = pv[k];
                    370:        }
                    371:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    372:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    373:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    374:                        pu[j] = pv[k];
                    375:        }
                    376: }
                    377:
1.24      noro      378: void Pnewvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      379: {
                    380:        int len,i,r;
                    381:        VECT vect;
                    382:        pointer *vb;
                    383:        LIST list;
                    384:        NODE tn;
                    385:
                    386:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    387:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      388:        if ( len < 0 )
1.1       noro      389:                error("newvect : invalid size");
                    390:        MKVECT(vect,len);
                    391:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    392:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    393:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    394:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    395:                if ( r > len ) {
                    396:                        *rp = vect;
                    397:                        return;
                    398:                }
                    399:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    400:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    401:        }
                    402:        *rp = vect;
1.14      noro      403: }
                    404:
1.28      saito     405: void Pvect(NODE arg,VECT *rp) {
                    406:        int len,i,r;
                    407:        VECT vect;
                    408:        pointer *vb;
                    409:        NODE tn;
                    410:
                    411:        if ( !arg ) {
                    412:                *rp =0;
                    413:                return;
                    414:        }
                    415:
                    416:        for (len = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), len++);
1.29      saito     417:        if ( len == 1 ) {
                    418:                if ( ARG0(arg) != 0 ) {
                    419:                        switch ( OID(ARG0(arg)) ) {
                    420:                                case O_VECT:
                    421:                                        *rp = ARG0(arg);
                    422:                                        return;
                    423:                                case O_LIST:
                    424:                                        for ( len = 0, tn = ARG0(arg); tn; tn = NEXT(tn), len++ );
                    425:                                        MKVECT(vect,len-1);
                    426:                                        for ( i = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)), vb =BDY(vect);
                    427:                                                        tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    428:                                                vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    429:                                        *rp=vect;
                    430:                                        return;
                    431:                        }
                    432:                }
                    433:        }
1.28      saito     434:        MKVECT(vect,len);
                    435:        for ( i = 0, tn = arg, vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    436:                vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    437:        *rp = vect;
                    438: }
                    439:
1.24      noro      440: void Pexponent_vector(NODE arg,DP *rp)
1.14      noro      441: {
                    442:        nodetod(arg,rp);
1.9       noro      443: }
                    444:
1.24      noro      445: void Pnewbytearray(NODE arg,BYTEARRAY *rp)
1.9       noro      446: {
                    447:        int len,i,r;
                    448:        BYTEARRAY array;
                    449:        unsigned char *vb;
1.10      noro      450:        char *str;
1.9       noro      451:        LIST list;
                    452:        NODE tn;
1.51      noro      453:        int ac;
                    454:        struct stat sbuf;
                    455:        char *fname;
                    456:        FILE *fp;
                    457:
                    458:        ac = argc(arg);
                    459:        if ( ac == 1 ) {
                    460:                /* ARG0(arg) must be a filename */
                    461:                asir_assert(ARG0(arg),O_STR,"newbytearray");
                    462:                fname = BDY((STRING)ARG0(arg));
                    463:                fp = fopen(fname,"rb");
                    464:                if ( !fp ) error("newbytearray : fopen failed");
                    465:                if ( stat(fname,&sbuf) < 0 ) error("newbytearray : stat failed");
                    466:                len = sbuf.st_size;
                    467:                MKBYTEARRAY(array,len);
                    468:                fread(BDY(array),len,sizeof(char),fp);
                    469:        } else if ( ac == 2 ) {
                    470:                asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newbytearray");
                    471:                len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    472:                if ( len < 0 )
                    473:                        error("newbytearray : invalid size");
                    474:                MKBYTEARRAY(array,len);
1.10      noro      475:                if ( !ARG1(arg) )
                    476:                        error("newbytearray : invalid initialization");
                    477:                switch ( OID((Obj)ARG1(arg)) ) {
                    478:                        case O_LIST:
                    479:                                list = (LIST)ARG1(arg);
                    480:                                asir_assert(list,O_LIST,"newbytearray");
                    481:                                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    482:                                if ( r <= len ) {
                    483:                                        for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(array); tn;
                    484:                                                i++, tn = NEXT(tn) )
                    485:                                                vb[i] = (unsigned char)QTOS((Q)BDY(tn));
                    486:                                }
                    487:                                break;
                    488:                        case O_STR:
                    489:                                str = BDY((STRING)ARG1(arg));
                    490:                                r = strlen(str);
                    491:                                if ( r <= len )
                    492:                                        bcopy(str,BDY(array),r);
                    493:                                break;
                    494:                        default:
                    495:                                if ( !ARG1(arg) )
                    496:                                        error("newbytearray : invalid initialization");
1.9       noro      497:                }
1.51      noro      498:        } else
                    499:                error("newbytearray : invalid argument");
1.9       noro      500:        *rp = array;
1.49      noro      501: }
                    502:
                    503: #define MEMORY_GETPOINT(a,len,x,y) (((a)[(len)*(y)+((x)>>3)])&(1<<((x)&7)))
                    504:
                    505: void Pmemoryplot_to_coord(NODE arg,LIST *rp)
                    506: {
                    507:        int len,blen,y,i,j;
1.51      noro      508:        unsigned char *a;
1.49      noro      509:        NODE r0,r,n;
                    510:        LIST l;
                    511:        BYTEARRAY ba;
                    512:        Q iq,jq;
                    513:
                    514:        asir_assert(ARG0(arg),O_LIST,"memoryplot_to_coord");
                    515:        arg = BDY((LIST)ARG0(arg));
                    516:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    517:        blen = (len+7)/8;
                    518:        y = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    519:        ba = (BYTEARRAY)ARG2(arg); a = ba->body;
                    520:        r0 = 0;
                    521:        for ( j = 0; j < y; j++ )
                    522:                for ( i = 0; i < len; i++ )
                    523:                        if ( MEMORY_GETPOINT(a,blen,i,j) ) {
                    524:                                NEXTNODE(r0,r);
                    525:                                STOQ(i,iq); STOQ(j,jq);
                    526:                                n = mknode(2,iq,jq);
                    527:                                MKLIST(l,n);
                    528:                                BDY(r) = l;
                    529:                        }
                    530:        if ( r0 ) NEXT(r) = 0;
                    531:        MKLIST(*rp,r0);
1.1       noro      532: }
                    533:
1.24      noro      534: void Pnewmat(NODE arg,MAT *rp)
1.1       noro      535: {
                    536:        int row,col;
                    537:        int i,j,r,c;
                    538:        NODE tn,sn;
                    539:        MAT m;
                    540:        pointer **mb;
                    541:        LIST list;
                    542:
                    543:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    544:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    545:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      546:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      547:                error("newmat : invalid size");
                    548:        MKMAT(m,row,col);
                    549:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    550:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    551:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    552:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    553:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    554:                        c = MAX(c,j);
                    555:                }
                    556:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    557:                        *rp = m;
                    558:                        return;
                    559:                }
                    560:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    561:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    562:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    563:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    564:                }
                    565:        }
1.28      saito     566:        *rp = m;
                    567: }
                    568:
                    569: void Pmat(NODE arg, MAT *rp)
                    570: {
                    571:        int row,col;
1.29      saito     572:        int i;
1.28      saito     573:        MAT m;
                    574:        pointer **mb;
1.29      saito     575:        pointer *ent;
1.28      saito     576:        NODE tn, sn;
1.29      saito     577:        VECT v;
1.28      saito     578:
                    579:        if ( !arg ) {
                    580:                *rp =0;
                    581:                return;
                    582:        }
                    583:
                    584:        for (row = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), row++);
1.30      saito     585:        if ( row == 1 ) {
                    586:                if ( OID(ARG0(arg)) == O_MAT ) {
                    587:                        *rp=ARG0(arg);
                    588:                        return;
                    589:                } else if ( !(OID(ARG0(arg)) == O_LIST || OID(ARG0(arg)) == O_VECT)) {
                    590:                        error("mat : invalid argument");
                    591:                }
                    592:        }
1.29      saito     593:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
                    594:                v = ARG0(arg);
                    595:                col = v->len;
                    596:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
                    597:                for (col = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), col++);
1.30      saito     598:        } else {
                    599:                error("mat : invalid argument");
1.29      saito     600:        }
                    601:
1.28      saito     602:        MKMAT(m,row,col);
1.29      saito     603:        for (row = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), row++) {
                    604:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
                    605:                        error("mat : invalid argument");
                    606:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
                    607:                        v = tn->body;
                    608:                        ent = BDY(v);
                    609:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[row][i] = (Obj)ent[i];
                    610:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
                    611:                        for (col = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; col++, sn = NEXT(sn) )
                    612:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
                    613:                } else {
                    614:                        error("mat : invalid argument");
                    615:                }
                    616:        }
                    617:        *rp = m;
                    618: }
                    619:
                    620: void Pmatc(NODE arg, MAT *rp)
                    621: {
                    622:        int row,col;
                    623:        int i;
                    624:        MAT m;
                    625:        pointer **mb;
                    626:        pointer *ent;
                    627:        NODE tn, sn;
                    628:        VECT v;
                    629:
                    630:        if ( !arg ) {
                    631:                *rp =0;
                    632:                return;
                    633:        }
                    634:
                    635:        for (col = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), col++);
1.30      saito     636:        if ( col == 1 ) {
                    637:                if ( OID(ARG0(arg)) == O_MAT ) {
                    638:                        *rp=ARG0(arg);
                    639:                        return;
                    640:                } else if ( !(OID(ARG0(arg)) == O_LIST || OID(ARG0(arg)) == O_VECT)) {
                    641:                        error("matc : invalid argument");
                    642:                }
                    643:        }
1.29      saito     644:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
                    645:                v = ARG0(arg);
                    646:                row = v->len;
                    647:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
                    648:                for (row = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), row++);
1.30      saito     649:        } else {
                    650:                error("matc : invalid argument");
1.29      saito     651:        }
                    652:
                    653:        MKMAT(m,row,col);
                    654:        for (col = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), col++) {
                    655:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
                    656:                        error("matc : invalid argument");
                    657:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
                    658:                        v = tn->body;
                    659:                        ent = BDY(v);
                    660:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[i][col] = (Obj)ent[i];
                    661:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
                    662:                        for (row = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; row++, sn = NEXT(sn) )
                    663:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
                    664:                } else {
                    665:                        error("matc : invalid argument");
                    666:                }
                    667:        }
1.1       noro      668:        *rp = m;
                    669: }
                    670:
1.24      noro      671: void Pvtol(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      672: {
                    673:        NODE n,n1;
                    674:        VECT v;
                    675:        pointer *a;
                    676:        int len,i;
                    677:
                    678:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    679:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    680:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    681:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    682:        }
                    683:        MKLIST(*rp,n);
1.33      noro      684: }
                    685:
                    686: void Pltov(NODE arg,VECT *rp)
                    687: {
                    688:        NODE n;
                    689:        VECT v;
                    690:        int len,i;
                    691:
                    692:        asir_assert(ARG0(arg),O_LIST,"ltov");
                    693:        n = (NODE)BDY((LIST)ARG0(arg));
                    694:        len = length(n);
                    695:        MKVECT(v,len);
                    696:        for ( i = 0; i < len; i++, n = NEXT(n) )
                    697:                BDY(v)[i] = BDY(n);
                    698:        *rp = v;
1.1       noro      699: }
                    700:
1.24      noro      701: void Premainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      702: {
                    703:        Obj a;
                    704:        VECT v,w;
                    705:        MAT m,l;
                    706:        pointer *vb,*wb;
                    707:        pointer **mb,**lb;
                    708:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    709:        Q md,q;
                    710:
                    711:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    712:        if ( !a )
                    713:                *rp = 0;
                    714:        else {
                    715:                id = OID(a);
                    716:                switch ( id ) {
                    717:                        case O_N:
                    718:                        case O_P:
                    719:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    720:                        case O_VECT:
                    721:                                smd = QTOS(md);
                    722:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    723:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    724:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    725:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    726:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    727:                                                STOQ(t,q);
                    728:                                                if ( q )
                    729:                                                        SGN(q) = sgn;
                    730:                                        }
                    731:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    732:                                }
                    733:                                *rp = (Obj)w;
                    734:                                break;
                    735:                        case O_MAT:
                    736:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    737:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    738:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    739:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    740:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    741:                                *rp = (Obj)l;
                    742:                                break;
                    743:                        default:
                    744:                                error("remainder : invalid argument");
                    745:                }
                    746:        }
                    747: }
                    748:
1.24      noro      749: void Psremainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      750: {
                    751:        Obj a;
                    752:        VECT v,w;
                    753:        MAT m,l;
                    754:        pointer *vb,*wb;
                    755:        pointer **mb,**lb;
                    756:        unsigned int t,smd;
                    757:        int id,i,j,n,row,col;
                    758:        Q md,q;
                    759:
                    760:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    761:        if ( !a )
                    762:                *rp = 0;
                    763:        else {
                    764:                id = OID(a);
                    765:                switch ( id ) {
                    766:                        case O_N:
                    767:                        case O_P:
                    768:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    769:                        case O_VECT:
                    770:                                smd = QTOS(md);
                    771:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    772:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    773:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    774:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    775:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    776:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    777:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    778:                                                UTOQ(t,q);
                    779:                                        }
                    780:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    781:                                }
                    782:                                *rp = (Obj)w;
                    783:                                break;
                    784:                        case O_MAT:
                    785:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    786:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    787:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    788:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    789:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    790:                                *rp = (Obj)l;
                    791:                                break;
                    792:                        default:
                    793:                                error("remainder : invalid argument");
                    794:                }
                    795:        }
                    796: }
                    797:
1.24      noro      798: void Psize(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      799: {
                    800:
                    801:        int n,m;
                    802:        Q q;
                    803:        NODE t,s;
                    804:
                    805:        if ( !ARG0(arg) )
                    806:                 t = 0;
                    807:        else {
                    808:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    809:                        case O_VECT:
                    810:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    811:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    812:                                break;
                    813:                        case O_MAT:
                    814:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
1.43      saito     815:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    816:                                break;
                    817:                        case O_IMAT:
                    818:                                n = ((IMAT)ARG0(arg))->row; m = ((IMAT)ARG0(arg))->col;
1.1       noro      819:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    820:                                break;
                    821:                        default:
                    822:                                error("size : invalid argument"); break;
                    823:                }
                    824:        }
                    825:        MKLIST(*rp,t);
                    826: }
                    827:
1.24      noro      828: void Pdet(NODE arg,P *rp)
1.1       noro      829: {
                    830:        MAT m;
                    831:        int n,i,j,mod;
                    832:        P d;
                    833:        P **mat,**w;
                    834:
                    835:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    836:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    837:        if ( m->row != m->col )
                    838:                error("det : non-square matrix");
                    839:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    840:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    841:        else {
                    842:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    843:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    844:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    845:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    846:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    847:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    848:                mptop(d,rp);
1.23      noro      849:        }
                    850: }
                    851:
1.24      noro      852: void Pinvmat(NODE arg,LIST *rp)
1.23      noro      853: {
                    854:        MAT m,r;
                    855:        int n,i,j,mod;
                    856:        P dn;
                    857:        P **mat,**imat,**w;
                    858:        NODE nd;
                    859:
                    860:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    861:        asir_assert(m,O_MAT,"invmat");
                    862:        if ( m->row != m->col )
                    863:                error("invmat : non-square matrix");
                    864:        else if ( argc(arg) == 1 ) {
                    865:                n = m->row;
                    866:                invmatp(CO,(P **)BDY(m),n,&imat,&dn);
                    867:                NEWMAT(r); r->row = n; r->col = n; r->body = (pointer **)imat;
                    868:                nd = mknode(2,r,dn);
                    869:                MKLIST(*rp,nd);
                    870:        } else {
                    871:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    872:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    873:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    874:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    875:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    876: #if 0
                    877:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    878:                mptop(d,rp);
                    879: #else
                    880:                error("not implemented yet");
                    881: #endif
1.1       noro      882:        }
1.25      noro      883: }
                    884:
                    885: /*
                    886:        input : a row x col matrix A
                    887:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    888:
1.45      noro      889:        output : [B,D,R,C]
1.25      noro      890:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
1.45      noro      891:                D : the denominator
1.25      noro      892:                R : a vector of length rank(A)
                    893:                C : a vector of length col-rank(A)
1.45      noro      894:                B[I] <-> D*x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
1.25      noro      895: */
                    896:
                    897: void Pgeneric_gauss_elim(NODE arg,LIST *rp)
                    898: {
1.48      noro      899:        NODE n0,opt,p;
1.25      noro      900:        MAT m,nm;
                    901:        int *ri,*ci;
                    902:        VECT rind,cind;
                    903:        Q dn,q;
                    904:        int i,j,k,l,row,col,t,rank;
1.48      noro      905:        int is_hensel = 0;
                    906:        char *key;
                    907:        Obj value;
                    908:
                    909:        if ( current_option ) {
                    910:                for ( opt = current_option; opt; opt = NEXT(opt) ) {
                    911:                        p = BDY((LIST)BDY(opt));
                    912:                        key = BDY((STRING)BDY(p));
                    913:                        value = (Obj)BDY(NEXT(p));
                    914:                        if ( !strcmp(key,"hensel") && value ) {
                    915:                                is_hensel = value ? 1 : 0;
                    916:                                break;
                    917:                        }
                    918:                }
                    919:        }
1.25      noro      920:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim");
                    921:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    922:        row = m->row; col = m->col;
1.48      noro      923:        if ( is_hensel )
                    924:                rank = generic_gauss_elim_hensel(m,&nm,&dn,&ri,&ci);
                    925:        else
                    926:                rank = generic_gauss_elim(m,&nm,&dn,&ri,&ci);
1.25      noro      927:        t = col-rank;
                    928:        MKVECT(rind,rank);
                    929:        MKVECT(cind,t);
                    930:        for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    931:                STOQ(ri[i],q);
                    932:                BDY(rind)[i] = (pointer)q;
                    933:        }
                    934:        for ( i = 0; i < t; i++ ) {
                    935:                STOQ(ci[i],q);
                    936:                BDY(cind)[i] = (pointer)q;
                    937:        }
                    938:        n0 = mknode(4,nm,dn,rind,cind);
                    939:        MKLIST(*rp,n0);
1.1       noro      940: }
                    941:
                    942: /*
                    943:        input : a row x col matrix A
                    944:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    945:
                    946:        output : [B,R,C]
                    947:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    948:                R : a vector of length rank(A)
                    949:                C : a vector of length col-rank(A)
1.47      noro      950:                RN : a vector of length rank(A) indicating useful rows
                    951:
1.1       noro      952:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    953: */
                    954:
1.24      noro      955: void Pgeneric_gauss_elim_mod(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      956: {
                    957:        NODE n0;
                    958:        MAT m,mat;
1.47      noro      959:        VECT rind,cind,rnum;
1.1       noro      960:        Q **tmat;
1.47      noro      961:        int **wmat,**row0;
                    962:        Q *rib,*cib,*rnb;
                    963:        int *colstat,*p;
1.1       noro      964:        Q q;
1.24      noro      965:        int md,i,j,k,l,row,col,t,rank;
1.1       noro      966:
                    967:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    968:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    969:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    970:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    971:        wmat = (int **)almat(row,col);
1.47      noro      972:
                    973:        row0 = (int **)ALLOCA(row*sizeof(int *));
                    974:        for ( i = 0; i < row; i++ ) row0[i] = wmat[i];
                    975:
1.1       noro      976:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    977:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    978:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    979:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    980:                                t = rem(NM(q),md);
                    981:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    982:                                        t = (md - t) % md;
                    983:                                wmat[i][j] = t;
                    984:                        } else
                    985:                                wmat[i][j] = 0;
                    986:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    987:
1.47      noro      988:        MKVECT(rnum,rank);
                    989:        rnb = (Q *)rnum->body;
                    990:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    991:                for ( j = 0, p = wmat[i]; j < row; j++ )
                    992:                        if ( p == row0[j] )
                    993:                                STOQ(j,rnb[i]);
                    994:
1.1       noro      995:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    996:        tmat = (Q **)mat->body;
                    997:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    998:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    999:                        if ( !colstat[j] ) {
                   1000:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                   1001:                        }
                   1002:
                   1003:        MKVECT(rind,rank);
                   1004:        MKVECT(cind,col-rank);
                   1005:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                   1006:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1007:                if ( colstat[j] ) {
                   1008:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                   1009:                } else {
                   1010:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                   1011:                }
1.47      noro     1012:        n0 = mknode(4,mat,rind,cind,rnum);
1.1       noro     1013:        MKLIST(*rp,n0);
                   1014: }
                   1015:
1.24      noro     1016: void Pleqm(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1017: {
                   1018:        MAT m;
                   1019:        VECT vect;
                   1020:        pointer **mat;
                   1021:        Q *v;
                   1022:        Q q;
                   1023:        int **wmat;
                   1024:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1025:
                   1026:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                   1027:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                   1028:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1029:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1030:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1031:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1032:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1033:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1034:                                t = rem(NM(q),md);
                   1035:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1036:                                        t = (md - t) % md;
                   1037:                                wmat[i][j] = t;
                   1038:                        } else
                   1039:                                wmat[i][j] = 0;
                   1040:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                   1041:        if ( status < 0 )
                   1042:                *rp = 0;
                   1043:        else if ( status > 0 )
                   1044:                *rp = (VECT)ONE;
                   1045:        else {
                   1046:                n = col - 1;
                   1047:                MKVECT(vect,n);
                   1048:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1049:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1050:                }
                   1051:                *rp = vect;
                   1052:        }
                   1053: }
                   1054:
1.24      noro     1055: int gauss_elim_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1056: {
                   1057:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1058:        int *t,*pivot;
                   1059:
                   1060:        n = col - 1;
                   1061:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1062:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1063:                if ( i == row )
                   1064:                        return 1;
                   1065:                if ( i != j ) {
                   1066:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1067:                }
                   1068:                pivot = mat[j];
                   1069:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1070:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                   1071: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                   1072:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                   1073:                }
                   1074:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1075:                        t = mat[i];
                   1076:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1077:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro     1078:                                        unsigned int tk;
1.1       noro     1079: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro     1080:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                   1081:                                        t[k] = tk;
1.1       noro     1082:                                }
                   1083:                }
                   1084:        }
                   1085:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1086:        if ( i == row )
                   1087:                return 0;
                   1088:        else
                   1089:                return -1;
                   1090: }
                   1091:
1.4       noro     1092: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.31      noro     1093: struct oEGT eg_conv;
1.1       noro     1094:
1.24      noro     1095: int generic_gauss_elim(MAT mat,MAT *nm,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.1       noro     1096: {
                   1097:        int **wmat;
                   1098:        Q **bmat;
                   1099:        N **tmat;
                   1100:        Q *bmi;
                   1101:        N *tmi;
                   1102:        Q q;
                   1103:        int *wmi;
                   1104:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                   1105:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                   1106:        N m1,m2,m3,s,u;
                   1107:        MAT r,crmat;
                   1108:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                   1109:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                   1110:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                   1111:        int ret;
                   1112:
                   1113:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                   1114:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                   1115:        init_eg(&eg_gschk_split);
                   1116:        bmat = (Q **)mat->body;
                   1117:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1118:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1119:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1120:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1121:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.11      noro     1122:                if ( DP_Print ) {
1.2       noro     1123:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                   1124:                }
1.12      noro     1125:                md = get_lprime(ind);
1.1       noro     1126:                get_eg(&tmp0);
                   1127:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1128:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1129:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                   1130:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1131:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1132:                                                t = (md - t) % md;
                   1133:                                        wmi[j] = t;
                   1134:                                } else
                   1135:                                        wmi[j] = 0;
                   1136:                get_eg(&tmp1);
                   1137:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                   1138:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                   1139:                get_eg(&tmp0);
                   1140:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                   1141:                get_eg(&tmp1);
                   1142:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                   1143:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                   1144:                if ( !ind ) {
                   1145: RESET:
                   1146:                        UTON(md,m1);
                   1147:                        rank0 = rank;
                   1148:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                   1149:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                   1150:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                   1151:                        tmat = (N **)crmat->body;
                   1152:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1153:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1154:                                        if ( !colstat[j] ) {
                   1155:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                   1156:                                        }
                   1157:                } else {
                   1158:                        if ( rank < rank0 ) {
1.11      noro     1159:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1160:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro     1161:                                        fflush(asir_out);
                   1162:                                }
1.1       noro     1163:                                continue;
                   1164:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.11      noro     1165:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1166:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro     1167:                                        fflush(asir_out);
                   1168:                                }
1.1       noro     1169:                                goto RESET;
                   1170:                        } else {
                   1171:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                   1172:                                if ( j < col ) {
1.11      noro     1173:                                        if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1174:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro     1175:                                                fflush(asir_out);
                   1176:                                        }
1.1       noro     1177:                                        goto RESET;
                   1178:                                }
                   1179:                        }
                   1180:
                   1181:                        get_eg(&tmp0);
                   1182:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                   1183:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                   1184:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1185:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1186:                                        if ( !colstat[j] ) {
                   1187:                                                if ( tmi[k] ) {
                   1188:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                   1189:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                   1190:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                   1191:                                                                t = wmi[j]-t;
                   1192:                                                        else
                   1193:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                   1194:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                   1195:                                                        UTON(t1,u);
                   1196:                                                        muln(m1,u,&s);
                   1197:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                   1198:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                   1199:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                   1200:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                   1201:                                                        UTON(t,u);
                   1202:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                   1203:                                                }
                   1204:                                                k++;
                   1205:                                        }
                   1206:                        m1 = m3;
                   1207:                        get_eg(&tmp1);
                   1208:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                   1209:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                   1210:
                   1211:                        get_eg(&tmp0);
1.38      noro     1212:                        if ( ind % F4_INTRAT_PERIOD )
1.13      noro     1213:                                ret = 0;
                   1214:                        else
                   1215:                                ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
1.1       noro     1216:                        get_eg(&tmp1);
                   1217:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1218:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                   1219:                        if ( ret ) {
                   1220:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1221:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1222:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1223:                                        if ( colstat[j] )
                   1224:                                                rind[k++] = j;
                   1225:                                        else
                   1226:                                                cind[l++] = j;
                   1227:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro     1228:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                   1229:                                        get_eg(&tmp1);
                   1230:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                   1231:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
1.11      noro     1232:                                        if ( DP_Print ) {
1.3       noro     1233:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                   1234:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                   1235:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                   1236:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                   1237:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                   1238:                                                fflush(asir_out);
                   1239:                                        }
                   1240:                                        return rank;
                   1241:                                }
                   1242:                        }
                   1243:                }
                   1244:        }
                   1245: }
                   1246:
1.53    ! noro     1247: /* XXX broken */
        !          1248: int lu_dec_cr(MAT mat,MAT lu,Q *dn,int **perm)
        !          1249: {
        !          1250:        Q **a0,**b;
        !          1251:        Q *aiq;
        !          1252:        N **a;
        !          1253:        N *ai;
        !          1254:        Q q,q1,dn2,a1,q0,bik;
        !          1255:        MAT m;
        !          1256:        unsigned int md;
        !          1257:        int n,ind,i,j,rank,t,inv,t1,ret,min,k;
        !          1258:        int **w;
        !          1259:        int *wi,*rinfo0,*rinfo;
        !          1260:        N m1,m2,m3,u,s;
        !          1261:
        !          1262:        a0 = (Q **)mat->body;
        !          1263:        n = mat->row;
        !          1264:        if ( n != mat->col )
        !          1265:                error("lu_dec_cr : non-square matrix");
        !          1266:        w = (int **)almat(n,n);
        !          1267:        MKMAT(m,n,n);
        !          1268:        a = (N **)m->body;
        !          1269:        UTON(1,m1);
        !          1270:        rinfo0 = 0;
        !          1271:        ind = 0;
        !          1272:        while ( 1 ) {
        !          1273:                md = get_lprime(ind);
        !          1274:                /* mat mod md */
        !          1275:                for ( i = 0; i < n; i++ )
        !          1276:                        for ( j = 0, aiq = a0[i], wi = w[i]; j < n; j++ )
        !          1277:                                if ( q = aiq[j] ) {
        !          1278:                                        t = rem(NM(q),md);
        !          1279:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
        !          1280:                                                t = (md - t) % md;
        !          1281:                                        wi[j] = t;
        !          1282:                                } else
        !          1283:                                        wi[j] = 0;
        !          1284:
        !          1285:                if ( !lu_mod((unsigned int **)w,n,md,&rinfo) ) continue;
        !          1286:                printf("."); fflush(stdout);
        !          1287:                if ( !rinfo0 )
        !          1288:                        *perm = rinfo0 = rinfo;
        !          1289:                else {
        !          1290:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
        !          1291:                                if ( rinfo[i] != rinfo0[i] ) break;
        !          1292:                        if ( i < n ) continue;
        !          1293:                }
        !          1294:                if ( UNIN(m1) ) {
        !          1295:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
        !          1296:                                for ( j = 0, ai = a[i], wi = w[i]; j < n; j++ ) {
        !          1297:                                        UTON(wi[j],u); ai[j] = u;
        !          1298:                                }
        !          1299:                        UTON(md,m1);
        !          1300:                } else {
        !          1301:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
        !          1302:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
        !          1303:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
        !          1304:                                for ( j = 0, ai = a[i], wi = w[i]; j < n; j++ )
        !          1305:                                        if ( ai[i] ) {
        !          1306:                                        /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
        !          1307:                                                t = rem(ai[j],md);
        !          1308:                                                if ( wi[j] >= t )
        !          1309:                                                        t = wi[j]-t;
        !          1310:                                                else
        !          1311:                                                        t = md-(t-wi[j]);
        !          1312:                                                DMAR(t,inv,0,md,t1)
        !          1313:                                                UTON(t1,u);
        !          1314:                                                muln(m1,u,&s);
        !          1315:                                                addn(ai[j],s,&u); ai[j] = u;
        !          1316:                                        } else if ( wi[j] ) {
        !          1317:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
        !          1318:                                                DMAR(wi[j],inv,0,md,t)
        !          1319:                                                UTON(t,u);
        !          1320:                                                muln(m1,u,&s); ai[j] = s;
        !          1321:                                        }
        !          1322:                        m1 = m3;
        !          1323:                }
        !          1324:                if ( (++ind%8) == 0 ) {
        !          1325:                        ret = intmtoratm(m,m1,lu,dn);
        !          1326:                        if ( ret ) {
        !          1327:                                b = (Q **)lu->body;
        !          1328:                                mulq(*dn,*dn,&dn2);
        !          1329:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
        !          1330:                                        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
        !          1331:                                                q = 0;
        !          1332:                                                min = MIN(i,j);
        !          1333:                                                for ( k = 0; k <= min; k++ ) {
        !          1334:                                                        bik = k==i ? *dn : b[i][k];
        !          1335:                                                        mulq(bik,b[k][j],&q0);
        !          1336:                                                        addq(q,q0,&q1); q = q1;
        !          1337:                                                }
        !          1338:                                                mulq(a0[rinfo0[i]][j],dn2,&q1);
        !          1339:                                                if ( cmpq(q,q1) ) break;
        !          1340:                                        }
        !          1341:                                        if ( j < n ) break;
        !          1342:                                }
        !          1343:                                if ( i == n )
        !          1344:                                        return;
        !          1345:                        }
        !          1346:                }
        !          1347:        }
        !          1348: }
        !          1349:
        !          1350: int nmat(N **m,int n)
        !          1351: {
        !          1352:        int i,j;
        !          1353:
        !          1354:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
        !          1355:                for ( j = 0; j < n; j++ ) {
        !          1356:                        printn(m[i][j]); printf(" ");
        !          1357:                }
        !          1358:                printf("\n");
        !          1359:        }
        !          1360: }
        !          1361:
1.24      noro     1362: int generic_gauss_elim_hensel(MAT mat,MAT *nmmat,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.3       noro     1363: {
                   1364:        MAT bmat,xmat;
                   1365:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1366:        Q *ai,*bi,*xi;
                   1367:        int row,col;
                   1368:        int **w;
                   1369:        int *wi;
                   1370:        int **wc;
                   1371:        Q mdq,q,s,u;
                   1372:        N tn;
                   1373:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1374:        unsigned int t;
                   1375:        int *cinfo,*rinfo;
                   1376:        int *rind,*cind;
                   1377:        int count;
1.41      noro     1378:        int ret;
                   1379:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,eg_intrat,eg_check,tmp0,tmp1;
1.39      noro     1380:        int period;
1.44      noro     1381:        int *wx,*ptr;
                   1382:        int wxsize,nsize;
                   1383:        N wn;
                   1384:        Q wq;
1.3       noro     1385:
                   1386:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1387:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1388:        w = (int **)almat(row,col);
                   1389:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.12      noro     1390:                md = get_lprime(ind);
1.3       noro     1391:                STOQ(md,mdq);
                   1392:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1393:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1394:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                   1395:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1396:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1397:                                                t = (md - t) % md;
                   1398:                                        wi[j] = t;
                   1399:                                } else
                   1400:                                        wi[j] = 0;
                   1401:
1.52      noro     1402:                if ( DP_Print > 3 ) {
1.48      noro     1403:                        fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1404:                }
1.27      noro     1405:                rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
1.52      noro     1406:                if ( DP_Print > 3 ) {
1.48      noro     1407:                        fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1408:                }
1.3       noro     1409:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1410:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1411:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1412:                        if ( cinfo[j] ) {
                   1413:                                /* the column is in lhs */
                   1414:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1415:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1416:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1417:                                }
                   1418:                                li++;
                   1419:                        } else {
                   1420:                                /* the column is in rhs */
                   1421:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1422:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1423:                                ri++;
                   1424:                        }
                   1425:
                   1426:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1427:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1428:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1429:                        /* use the right part of w as work area */
                   1430:                        /* ri = col - rank */
                   1431:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1432:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1433:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1434:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1435:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1436:
                   1437:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
1.41      noro     1438:                        init_eg(&eg_check); init_eg(&eg_intrat);
1.39      noro     1439:                        period = F4_INTRAT_PERIOD;
1.44      noro     1440:                        nsize = period;
                   1441:                        wxsize = rank*ri*nsize;
                   1442:                        wx = (int *)MALLOC_ATOMIC(wxsize*sizeof(int));
                   1443:                        for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1444:                        for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
1.52      noro     1445:                                if ( DP_Print > 3 )
1.41      noro     1446:                                        fprintf(stderr,"o");
1.3       noro     1447:                                /* wc = -b mod md */
1.44      noro     1448:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro     1449:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1450:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1451:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1452:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1453:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1454:                                                                t = (md - t) % md;
                   1455:                                                        wi[j] = t;
                   1456:                                                } else
                   1457:                                                        wi[j] = 0;
1.44      noro     1458:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is not normalized */
                   1459:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,0);
                   1460:                                /* wx += q*wc */
                   1461:                                ptr = wx;
                   1462:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1463:                                        for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1464:                                                if ( wi[j] )
                   1465:                                                        muln_1(BD(NM(q)),PL(NM(q)),wi[j],ptr);
                   1466:                                                ptr += nsize;
                   1467:                                        }
                   1468:                                count++;
1.1       noro     1469:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro     1470:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1471:                                get_eg(&tmp0);
                   1472:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1473:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1474:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1475:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1476:                                                if ( s ) {
                   1477:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1478:                                                        if ( t )
                   1479:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1480:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1481:                                                } else
                   1482:                                                        b[i][j] = 0;
                   1483:                                        }
                   1484:                                get_eg(&tmp1);
                   1485:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1486:                                /* q = q*md */
                   1487:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
1.44      noro     1488:                                if ( count == period ) {
1.41      noro     1489:                                        get_eg(&tmp0);
1.44      noro     1490:                                        ptr = wx;
                   1491:                                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1492:                                                for ( j = 0, xi = x[i]; j < ri;
                   1493:                                                        j++, ptr += nsize ) {
                   1494:                                                        for ( k = nsize-1; k >= 0 && !ptr[k]; k-- );
                   1495:                                                        if ( k >= 0 ) {
                   1496:                                                                wn = NALLOC(k+1);
                   1497:                                                                PL(wn) = k+1;
                   1498:                                                                for ( l = 0; l <= k; l++ ) BD(wn)[l] = (unsigned int)ptr[l];
                   1499:                                                                NTOQ(wn,1,wq);
                   1500:                                                                subq(xi[j],wq,&u); xi[j] = u;
                   1501:                                                        }
                   1502:                                                }
1.41      noro     1503:                                        ret = intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn);
                   1504:                                        get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1505:                                        if ( ret ) {
1.50      noro     1506:                                                rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1507:                                                cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
1.39      noro     1508:                                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1509:                                                        if ( cinfo[j] )
                   1510:                                                                rind[k++] = j;
                   1511:                                                        else
1.50      noro     1512:                                                                cind[l++] = j;
                   1513:                                                get_eg(&tmp0);
                   1514:                                                ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1515:                                                get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_check,&tmp0,&tmp1);
                   1516:                                                if ( ret ) {
                   1517:                                                        if ( DP_Print > 3 ) {
                   1518:                                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1519:                                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1520:                                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1521:                                                                print_eg("INTRAT",&eg_intrat);
                   1522:                                                                print_eg("CHECK",&eg_check);
                   1523:                                                                fflush(asir_out);
                   1524:                                                        }
                   1525:                                                        *rindp = rind;
                   1526:                                                        *cindp = cind;
                   1527:                                                        for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1528:                                                                if ( !cinfo[j] )
                   1529:                                                                        cind[k++] = j;
                   1530:                                                        return rank;
                   1531:                                                }
                   1532:                                        } else {
                   1533:                                                period = period*3/2;
                   1534:                                                count = 0;
                   1535:                                                nsize += period;
                   1536:                                                wxsize += rank*ri*nsize;
                   1537:                                                wx = (int *)REALLOC(wx,wxsize*sizeof(int));
                   1538:                                                for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1539:                                        }
                   1540:                                }
                   1541:                        }
                   1542:        }
                   1543: }
                   1544:
                   1545: int generic_gauss_elim_hensel_dalg(MAT mat,MAT *nmmat,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
                   1546: {
                   1547:        MAT bmat,xmat;
                   1548:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1549:        Q *ai,*bi,*xi;
                   1550:        int row,col;
                   1551:        int **w;
                   1552:        int *wi;
                   1553:        int **wc;
                   1554:        Q mdq,q,s,u;
                   1555:        N tn;
                   1556:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1557:        unsigned int t;
                   1558:        int *cinfo,*rinfo;
                   1559:        int *rind,*cind;
                   1560:        int count;
                   1561:        int ret;
                   1562:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,eg_intrat,eg_check,tmp0,tmp1;
                   1563:        int period;
                   1564:        int *wx,*ptr;
                   1565:        int wxsize,nsize;
                   1566:        N wn;
                   1567:        Q wq;
                   1568:        NumberField nf;
                   1569:        DP *mb;
                   1570:        DP m;
                   1571:        int col1;
                   1572:
                   1573:        nf = get_numberfield();
                   1574:        mb = nf->mb;
                   1575:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1576:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1577:        w = (int **)almat(row,col);
                   1578:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                   1579:                md = get_lprime(ind);
                   1580:                STOQ(md,mdq);
                   1581:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1582:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1583:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                   1584:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1585:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1586:                                                t = (md - t) % md;
                   1587:                                        wi[j] = t;
                   1588:                                } else
                   1589:                                        wi[j] = 0;
                   1590:
                   1591:                if ( DP_Print ) {
                   1592:                        fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1593:                }
                   1594:                rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                   1595:                if ( DP_Print ) {
                   1596:                        fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1597:                }
                   1598:                for ( i = 0; i < col-1; i++ ) {
                   1599:                        if ( !cinfo[i] ) {
                   1600:                                m = mb[i];
                   1601:                                for ( j = i+1; j < col-1; j++ )
                   1602:                                        if ( dp_redble(mb[j],m) )
                   1603:                                                cinfo[j] = -1;
                   1604:                        }
                   1605:                }
                   1606:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1607:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1608:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1609:                        if ( cinfo[j] > 0 ) {
                   1610:                                /* the column is in lhs */
                   1611:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1612:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1613:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1614:                                }
                   1615:                                li++;
                   1616:                        } else if ( !cinfo[j] ) {
                   1617:                                /* the column is in rhs */
                   1618:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1619:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1620:                                ri++;
                   1621:                        }
                   1622:
                   1623:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1624:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1625:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1626:                        /* use the right part of w as work area */
                   1627:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1628:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1629:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1630:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1631:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1632:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                   1633:                        init_eg(&eg_check); init_eg(&eg_intrat);
                   1634:                        period = F4_INTRAT_PERIOD;
                   1635:                        nsize = period;
                   1636:                        wxsize = rank*ri*nsize;
                   1637:                        wx = (int *)MALLOC_ATOMIC(wxsize*sizeof(int));
                   1638:                        for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1639:                        for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
                   1640:                                if ( DP_Print )
                   1641:                                        fprintf(stderr,"o");
                   1642:                                /* wc = -b mod md */
                   1643:                                get_eg(&tmp0);
                   1644:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1645:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1646:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1647:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1648:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1649:                                                                t = (md - t) % md;
                   1650:                                                        wi[j] = t;
                   1651:                                                } else
                   1652:                                                        wi[j] = 0;
                   1653:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is not normalized */
                   1654:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,0);
                   1655:                                /* wx += q*wc */
                   1656:                                ptr = wx;
                   1657:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1658:                                        for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1659:                                                if ( wi[j] )
                   1660:                                                        muln_1(BD(NM(q)),PL(NM(q)),wi[j],ptr);
                   1661:                                                ptr += nsize;
                   1662:                                        }
                   1663:                                count++;
                   1664:                                get_eg(&tmp1);
                   1665:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1666:                                get_eg(&tmp0);
                   1667:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1668:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1669:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1670:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1671:                                                if ( s ) {
                   1672:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1673:                                                        if ( t )
                   1674:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1675:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1676:                                                } else
                   1677:                                                        b[i][j] = 0;
                   1678:                                        }
                   1679:                                get_eg(&tmp1);
                   1680:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1681:                                /* q = q*md */
                   1682:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
                   1683:                                if ( count == period ) {
                   1684:                                        get_eg(&tmp0);
                   1685:                                        ptr = wx;
                   1686:                                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1687:                                                for ( j = 0, xi = x[i]; j < ri;
                   1688:                                                        j++, ptr += nsize ) {
                   1689:                                                        for ( k = nsize-1; k >= 0 && !ptr[k]; k-- );
                   1690:                                                        if ( k >= 0 ) {
                   1691:                                                                wn = NALLOC(k+1);
                   1692:                                                                PL(wn) = k+1;
                   1693:                                                                for ( l = 0; l <= k; l++ ) BD(wn)[l] = (unsigned int)ptr[l];
                   1694:                                                                NTOQ(wn,1,wq);
                   1695:                                                                subq(xi[j],wq,&u); xi[j] = u;
                   1696:                                                        }
                   1697:                                                }
                   1698:                                        ret = intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn);
                   1699:                                        get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1700:                                        if ( ret ) {
                   1701:                                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1702:                                                        if ( cinfo[j] > 0 )
                   1703:                                                                rind[k++] = j;
                   1704:                                                        else if ( !cinfo[j] )
1.39      noro     1705:                                                                cind[l++] = j;
1.41      noro     1706:                                                get_eg(&tmp0);
                   1707:                                                ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1708:                                                get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_check,&tmp0,&tmp1);
                   1709:                                                if ( ret ) {
1.42      noro     1710:                                                        if ( DP_Print > 3 ) {
1.40      noro     1711:                                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1712:                                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1713:                                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
1.41      noro     1714:                                                                print_eg("INTRAT",&eg_intrat);
                   1715:                                                                print_eg("CHECK",&eg_check);
1.40      noro     1716:                                                                fflush(asir_out);
                   1717:                                                        }
1.39      noro     1718:                                                        return rank;
                   1719:                                                }
1.44      noro     1720:                                        } else {
                   1721:                                                period = period*3/2;
                   1722:                                                count = 0;
                   1723:                                                nsize += period;
                   1724:                                                wxsize += rank*ri*nsize;
                   1725:                                                wx = (int *)REALLOC(wx,wxsize*sizeof(int));
                   1726:                                                for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1727:                                        }
1.41      noro     1728:                                }
1.1       noro     1729:                        }
                   1730:        }
                   1731: }
                   1732:
                   1733: int f4_nocheck;
                   1734:
1.24      noro     1735: int gensolve_check(MAT mat,MAT nm,Q dn,int *rind,int *cind)
1.1       noro     1736: {
                   1737:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
1.24      noro     1738:        Q s,t;
1.1       noro     1739:        Q *w;
                   1740:        Q *mati,*nmk;
                   1741:
                   1742:        if ( f4_nocheck )
                   1743:                return 1;
                   1744:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1745:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1746:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1747:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1748:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1749: #if 1
                   1750:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1751:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1752:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1753:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1754:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1755:                        }
                   1756:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1757:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1758:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1759:                                break;
                   1760:                }
                   1761: #else
                   1762:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1763:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1764:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1765:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1766:                        }
                   1767:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1768:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1769:                                break;
                   1770:                }
                   1771: #endif
                   1772:                if ( j != clen )
                   1773:                        break;
                   1774:        }
                   1775:        if ( i != row )
                   1776:                return 0;
                   1777:        else
                   1778:                return 1;
                   1779: }
                   1780:
                   1781: /* assuming 0 < c < m */
                   1782:
1.24      noro     1783: int inttorat(N c,N m,N b,int *sgnp,N *nmp,N *dnp)
1.1       noro     1784: {
1.24      noro     1785:        Q qq,t,u1,v1,r1;
                   1786:        N q,u2,v2,r2;
1.1       noro     1787:
                   1788:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1789:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1790:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1791:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1792:        }
                   1793:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1794:                return 0;
                   1795:        else {
                   1796:                *nmp = v2;
                   1797:                *dnp = NM(v1);
                   1798:                *sgnp = SGN(v1);
                   1799:                return 1;
                   1800:        }
                   1801: }
                   1802:
                   1803: /* mat->body = N ** */
                   1804:
1.24      noro     1805: int intmtoratm(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.1       noro     1806: {
                   1807:        N t,s,b;
1.24      noro     1808:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.1       noro     1809:        int i,j,k,l,row,col;
                   1810:        Q **rmat;
                   1811:        N **tmat;
                   1812:        N *tmi;
                   1813:        Q *nmk;
                   1814:        N u,unm,udn;
                   1815:        int sgn,ret;
                   1816:
1.3       noro     1817:        if ( UNIN(md) )
                   1818:                return 0;
1.1       noro     1819:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1820:        bshiftn(md,1,&t);
1.53    ! noro     1821:        isqrt(t,&b);
        !          1822: #if 0
1.1       noro     1823:        isqrt(t,&s);
                   1824:        bshiftn(s,64,&b);
                   1825:        if ( !b )
                   1826:                b = ONEN;
1.53    ! noro     1827: #endif
1.1       noro     1828:        dn0 = ONE;
                   1829:        tmat = (N **)mat->body;
                   1830:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1831:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1832:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1833:                        if ( tmi[j] ) {
                   1834:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1835:                                remn(s,md,&u);
                   1836:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1837:                                if ( !ret )
                   1838:                                        return 0;
                   1839:                                else {
                   1840:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1841:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1842:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1843:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1844:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1845:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1846:                                                        }
                   1847:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1848:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1849:                                                }
                   1850:                                        }
                   1851:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1852:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1853:                                }
                   1854:                        }
                   1855:        *dn = dn0;
                   1856:        return 1;
                   1857: }
                   1858:
1.3       noro     1859: /* mat->body = Q ** */
                   1860:
1.24      noro     1861: int intmtoratm_q(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.3       noro     1862: {
                   1863:        N t,s,b;
1.24      noro     1864:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.3       noro     1865:        int i,j,k,l,row,col;
                   1866:        Q **rmat;
                   1867:        Q **tmat;
                   1868:        Q *tmi;
                   1869:        Q *nmk;
                   1870:        N u,unm,udn;
                   1871:        int sgn,ret;
                   1872:
                   1873:        if ( UNIN(md) )
                   1874:                return 0;
                   1875:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1876:        bshiftn(md,1,&t);
                   1877:        isqrt(t,&s);
                   1878:        bshiftn(s,64,&b);
                   1879:        if ( !b )
                   1880:                b = ONEN;
                   1881:        dn0 = ONE;
                   1882:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1883:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1884:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1885:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1886:                        if ( tmi[j] ) {
                   1887:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1888:                                remn(s,md,&u);
                   1889:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1890:                                if ( !ret )
                   1891:                                        return 0;
                   1892:                                else {
                   1893:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1894:                                                sgn = -sgn;
                   1895:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1896:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1897:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1898:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1899:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1900:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1901:                                                        }
                   1902:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1903:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1904:                                                }
                   1905:                                        }
                   1906:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1907:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1908:                                }
                   1909:                        }
                   1910:        *dn = dn0;
                   1911:        return 1;
                   1912: }
                   1913:
1.4       noro     1914: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1915:
1.24      noro     1916: void reduce_reducers_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.4       noro     1917: {
                   1918:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1919:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1920:
                   1921:        /* reduce the reducers */
                   1922:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1923:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1924:                t = mat[i];
                   1925:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1926:                /* register the position of the head term */
                   1927:                ind[i] = j;
                   1928:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1929:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1930:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1931:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1932:                                j = ind[l];
                   1933:                                s = mat[l]+j;
                   1934:                                tj = t+j;
                   1935:                                hc = md-hc;
                   1936:                                k = col-j;
                   1937:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1938:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1939:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1940:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1941:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1942:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1943:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1944:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1945:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1946:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1947:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1948:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1949:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1950:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1951:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1952:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1953:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1954:                                }
1.16      noro     1955:                                for ( ; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1956:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1957:                                }
                   1958:                        }
                   1959:                }
                   1960:        }
                   1961: }
                   1962:
                   1963: /*
                   1964:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1965:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1966:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1967:        1. reduce the reducers
                   1968:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1969: */
                   1970:
1.24      noro     1971: void pre_reduce_mod(int **mat,int row,int col,int nred,int md)
1.4       noro     1972: {
                   1973:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1974:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1975:
                   1976: #if 1
                   1977:        /* reduce the reducers */
                   1978:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1979:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1980:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1981:                t = mat[i];
                   1982:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1983:                /* register the position of the head term */
                   1984:                ind[i] = j;
                   1985:                inv = invm(t[j],md);
                   1986:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1987:                        if ( t[k] )
                   1988:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1989:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1990:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1991:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1992:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1993:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1994:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1995:                                        if ( *s )
                   1996:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1997:                        }
                   1998:                }
                   1999:        }
                   2000:        /* reduce the spolys */
                   2001:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   2002:                t = mat[i];
                   2003:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   2004:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   2005:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   2006:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   2007:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   2008:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   2009:                                        if ( *s )
                   2010:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   2011:                        }
                   2012:                }
                   2013:        }
                   2014: #endif
                   2015: }
                   2016: /*
                   2017:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   2018:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   2019: */
                   2020:
1.24      noro     2021: void reduce_sp_by_red_mod(int *sp,int **redmat,int *ind,int nred,int col,int md)
1.4       noro     2022: {
                   2023:        int i,j,k,hc,zzz;
1.24      noro     2024:        int *s,*tj;
1.4       noro     2025:
                   2026:        /* reduce the spolys by redmat */
                   2027:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   2028:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   2029:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   2030:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   2031:                        j = ind[i];
                   2032:                        hc = md-hc;
                   2033:                        s = redmat[i]+j;
                   2034:                        tj = sp+j;
1.16      noro     2035:                        for ( k = col-j; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     2036:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
1.15      noro     2037:                        }
                   2038:                }
1.17      noro     2039:        }
                   2040: }
                   2041:
                   2042: /*
1.15      noro     2043:        mat[i] : compressed reducers (i=0,...,nred-1)
                   2044:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   2045: */
                   2046:
1.24      noro     2047: void red_by_compress(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,
                   2048:        unsigned int *ri,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     2049: {
1.19      noro     2050:        unsigned int up,lo;
1.18      noro     2051:        unsigned int dmy;
                   2052:        unsigned int *pj;
                   2053:
1.21      noro     2054:        p[*ri] = 0; r++; ri++;
                   2055:        for ( len--; len; len--, r++, ri++ ) {
                   2056:                pj = p+ *ri;
                   2057:                DMA(*r,hc,*pj,up,lo);
1.18      noro     2058:                if ( up ) {
                   2059:                        DSAB(m,up,lo,dmy,*pj);
                   2060:                } else
                   2061:                        *pj = lo;
                   2062:        }
                   2063: }
                   2064:
                   2065: /* p -= hc*r */
                   2066:
1.24      noro     2067: void red_by_vect(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     2068: {
                   2069:        register unsigned int up,lo;
                   2070:        unsigned int dmy;
                   2071:
                   2072:        *p++ = 0; r++; len--;
                   2073:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   2074:                if ( *r ) {
1.20      noro     2075:                        DMA(*r,hc,*p,up,lo);
1.18      noro     2076:                        if ( up ) {
                   2077:                                DSAB(m,up,lo,dmy,*p);
                   2078:                        } else
                   2079:                                *p = lo;
                   2080:                }
                   2081: }
                   2082:
1.32      noro     2083: void red_by_vect_sf(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,unsigned int hc,int len)
                   2084: {
                   2085:        *p++ = 0; r++; len--;
                   2086:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   2087:                if ( *r )
                   2088:                        *p = _addsf(_mulsf(*r,hc),*p);
                   2089: }
                   2090:
1.21      noro     2091: extern unsigned int **psca;
                   2092:
1.24      noro     2093: void reduce_sp_by_red_mod_compress (int *sp,CDP *redmat,int *ind,
                   2094:        int nred,int col,int md)
1.15      noro     2095: {
1.24      noro     2096:        int i,len;
1.15      noro     2097:        CDP ri;
1.24      noro     2098:        unsigned int hc;
1.18      noro     2099:        unsigned int *usp;
1.15      noro     2100:
1.18      noro     2101:        usp = (unsigned int *)sp;
1.15      noro     2102:        /* reduce the spolys by redmat */
                   2103:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   2104:                /* reduce sp by redmat[i] */
1.18      noro     2105:                usp[ind[i]] %= md;
                   2106:                if ( hc = usp[ind[i]] ) {
1.15      noro     2107:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   2108:                        hc = md-hc;
                   2109:                        ri = redmat[i];
                   2110:                        len = ri->len;
1.21      noro     2111:                        red_by_compress(md,usp,psca[ri->psindex],ri->body,hc,len);
1.4       noro     2112:                }
                   2113:        }
1.18      noro     2114:        for ( i = 0; i < col; i++ )
1.24      noro     2115:                if ( usp[i] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     2116:                        usp[i] %= md;
1.4       noro     2117: }
                   2118:
                   2119: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   2120:
1.24      noro     2121: int generic_gauss_elim_mod(int **mat0,int row,int col,int md,int *colstat)
1.1       noro     2122: {
1.24      noro     2123:        int i,j,k,l,inv,a,rank;
                   2124:        unsigned int *t,*pivot,*pk;
1.18      noro     2125:        unsigned int **mat;
1.1       noro     2126:
1.18      noro     2127:        mat = (unsigned int **)mat0;
1.1       noro     2128:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
1.18      noro     2129:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   2130:                        mat[i][j] %= md;
                   2131:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   2132:                        if ( mat[i][j] )
                   2133:                                break;
1.1       noro     2134:                if ( i == row ) {
                   2135:                        colstat[j] = 0;
                   2136:                        continue;
                   2137:                } else
                   2138:                        colstat[j] = 1;
                   2139:                if ( i != rank ) {
                   2140:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   2141:                }
                   2142:                pivot = mat[rank];
                   2143:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     2144:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   2145:                        if ( *pk ) {
1.24      noro     2146:                                if ( *pk >= (unsigned int)md )
1.18      noro     2147:                                        *pk %= md;
1.4       noro     2148:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     2149:                        }
                   2150:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   2151:                        t = mat[i];
1.18      noro     2152:                        if ( a = t[j] )
                   2153:                                red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     2154:                }
                   2155:                rank++;
                   2156:        }
                   2157:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   2158:                if ( colstat[j] ) {
                   2159:                        pivot = mat[l];
                   2160:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   2161:                                t = mat[i];
1.18      noro     2162:                                t[j] %= md;
                   2163:                                if ( a = t[j] )
                   2164:                                        red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     2165:                        }
                   2166:                        l--;
1.18      noro     2167:                }
                   2168:        for ( j = 0, l = 0; l < rank; j++ )
                   2169:                if ( colstat[j] ) {
                   2170:                        t = mat[l];
                   2171:                        for ( k = j; k < col; k++ )
1.24      noro     2172:                                if ( t[k] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     2173:                                        t[k] %= md;
                   2174:                        l++;
1.32      noro     2175:                }
                   2176:        return rank;
                   2177: }
                   2178:
                   2179: int generic_gauss_elim_sf(int **mat0,int row,int col,int md,int *colstat)
                   2180: {
                   2181:        int i,j,k,l,inv,a,rank;
                   2182:        unsigned int *t,*pivot,*pk;
                   2183:        unsigned int **mat;
                   2184:
                   2185:        mat = (unsigned int **)mat0;
                   2186:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
                   2187:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   2188:                        if ( mat[i][j] )
                   2189:                                break;
                   2190:                if ( i == row ) {
                   2191:                        colstat[j] = 0;
                   2192:                        continue;
                   2193:                } else
                   2194:                        colstat[j] = 1;
                   2195:                if ( i != rank ) {
                   2196:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   2197:                }
                   2198:                pivot = mat[rank];
                   2199:                inv = _invsf(pivot[j]);
                   2200:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   2201:                        if ( *pk )
                   2202:                                *pk = _mulsf(*pk,inv);
                   2203:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   2204:                        t = mat[i];
                   2205:                        if ( a = t[j] )
                   2206:                                red_by_vect_sf(md,t+j,pivot+j,_chsgnsf(a),col-j);
                   2207:                }
                   2208:                rank++;
                   2209:        }
                   2210:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   2211:                if ( colstat[j] ) {
                   2212:                        pivot = mat[l];
                   2213:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   2214:                                t = mat[i];
                   2215:                                if ( a = t[j] )
                   2216:                                        red_by_vect_sf(md,t+j,pivot+j,_chsgnsf(a),col-j);
                   2217:                        }
                   2218:                        l--;
1.1       noro     2219:                }
                   2220:        return rank;
                   2221: }
                   2222:
                   2223: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2224:
1.24      noro     2225: int lu_gfmmat(GFMMAT mat,unsigned int md,int *perm)
1.1       noro     2226: {
                   2227:        int row,col;
1.24      noro     2228:        int i,j,k;
1.1       noro     2229:        unsigned int *t,*pivot;
                   2230:        unsigned int **a;
                   2231:        unsigned int inv,m;
                   2232:
                   2233:        row = mat->row; col = mat->col;
                   2234:        a = mat->body;
                   2235:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   2236:
                   2237:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2238:                perm[i] = i;
                   2239:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   2240:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   2241:                if ( i == row )
                   2242:                        return 0;
                   2243:                if ( i != k ) {
                   2244:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   2245:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   2246:                }
                   2247:                pivot = a[k];
                   2248:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   2249:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   2250:                        t = a[i];
                   2251:                        if ( m = t[k] ) {
                   2252:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   2253:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   2254:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     2255:                                                unsigned int tj;
                   2256:
                   2257:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   2258:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     2259:                                        }
                   2260:                        }
                   2261:                }
                   2262:        }
                   2263:        return 1;
                   2264: }
                   2265:
1.3       noro     2266: /*
                   2267:  Input
                   2268:        a: a row x col matrix
                   2269:        md : a modulus
                   2270:
                   2271:  Output:
                   2272:        return : d = the rank of mat
                   2273:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   2274:        rinfo: array of length row
                   2275:        cinfo: array of length col
                   2276:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   2277:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   2278: */
                   2279:
1.24      noro     2280: int find_lhs_and_lu_mod(unsigned int **a,int row,int col,
                   2281:        unsigned int md,int **rinfo,int **cinfo)
1.3       noro     2282: {
1.24      noro     2283:        int i,j,k,d;
1.3       noro     2284:        int *rp,*cp;
                   2285:        unsigned int *t,*pivot;
                   2286:        unsigned int inv,m;
                   2287:
                   2288:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2289:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   2290:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2291:                rp[i] = i;
                   2292:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   2293:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   2294:                if ( i == row ) {
                   2295:                        cp[k] = 0;
                   2296:                        continue;
                   2297:                } else
                   2298:                        cp[k] = 1;
                   2299:                if ( i != d ) {
                   2300:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   2301:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   2302:                }
                   2303:                pivot = a[d];
                   2304:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   2305:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   2306:                        t = a[i];
                   2307:                        if ( m = t[k] ) {
                   2308:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   2309:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   2310:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     2311:                                                unsigned int tj;
                   2312:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   2313:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     2314:                                        }
                   2315:                        }
                   2316:                }
                   2317:                d++;
                   2318:        }
                   2319:        return d;
                   2320: }
                   2321:
1.53    ! noro     2322: int lu_mod(unsigned int **a,int n,unsigned int md,int **rinfo)
        !          2323: {
        !          2324:        int i,j,k;
        !          2325:        int *rp;
        !          2326:        unsigned int *t,*pivot;
        !          2327:        unsigned int inv,m;
        !          2328:
        !          2329:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
        !          2330:        for ( i = 0; i < n; i++ ) rp[i] = i;
        !          2331:        for ( k = 0; k < n; k++ ) {
        !          2332:                for ( i = k; i < n && !a[i][k]; i++ );
        !          2333:                if ( i == n ) return 0;
        !          2334:                if ( i != k ) {
        !          2335:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[k]; rp[k] = j;
        !          2336:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
        !          2337:                }
        !          2338:                pivot = a[k];
        !          2339:                inv = invm(pivot[k],md);
        !          2340:                for ( i = k+1; i < n; i++ ) {
        !          2341:                        t = a[i];
        !          2342:                        if ( m = t[k] ) {
        !          2343:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
        !          2344:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < n; j++ )
        !          2345:                                        if ( pivot[j] ) {
        !          2346:                                                unsigned int tj;
        !          2347:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
        !          2348:                                                t[j] = tj;
        !          2349:                                        }
        !          2350:                        }
        !          2351:                }
        !          2352:        }
        !          2353:        return 1;
        !          2354: }
        !          2355:
1.3       noro     2356: /*
                   2357:   Input
                   2358:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   2359:        md : modulus
                   2360:        b : n x l matrix
                   2361:  Output
                   2362:        b = a^(-1)b
                   2363:  */
                   2364:
1.44      noro     2365: void solve_by_lu_mod(int **a,int n,int md,int **b,int l,int normalize)
1.3       noro     2366: {
                   2367:        unsigned int *y,*c;
                   2368:        int i,j,k;
                   2369:        unsigned int t,m,m2;
                   2370:
                   2371:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2372:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2373:        m2 = md>>1;
                   2374:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   2375:                /* copy b[.][k] to c */
                   2376:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2377:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   2378:                /* solve Ly=c */
                   2379:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2380:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   2381:                                if ( a[i][j] ) {
                   2382:                                        m = md - a[i][j];
                   2383:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   2384:                                }
                   2385:                        y[i] = t;
                   2386:                }
                   2387:                /* solve Uc=y */
                   2388:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   2389:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   2390:                                if ( a[i][j] ) {
                   2391:                                        m = md - a[i][j];
                   2392:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   2393:                                }
                   2394:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2395:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   2396:                }
                   2397:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
1.44      noro     2398:                if ( normalize )
                   2399:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2400:                                b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   2401:                else
                   2402:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2403:                                b[i][k] = c[i];
1.3       noro     2404:        }
                   2405: }
                   2406:
1.24      noro     2407: void Pleqm1(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     2408: {
                   2409:        MAT m;
                   2410:        VECT vect;
                   2411:        pointer **mat;
                   2412:        Q *v;
                   2413:        Q q;
                   2414:        int **wmat;
                   2415:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   2416:
                   2417:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   2418:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   2419:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2420:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2421:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   2422:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2423:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2424:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2425:                                t = rem(NM(q),md);
                   2426:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2427:                                        t = (md - t) % md;
                   2428:                                wmat[i][j] = t;
                   2429:                        } else
                   2430:                                wmat[i][j] = 0;
                   2431:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   2432:        if ( status < 0 )
                   2433:                *rp = 0;
                   2434:        else if ( status > 0 )
                   2435:                *rp = (VECT)ONE;
                   2436:        else {
                   2437:                n = col - 1;
                   2438:                MKVECT(vect,n);
                   2439:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   2440:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   2441:                }
                   2442:                *rp = vect;
                   2443:        }
                   2444: }
                   2445:
1.24      noro     2446: int gauss_elim_mod1(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     2447: {
                   2448:        int i,j,k,inv,a,n;
                   2449:        int *t,*pivot;
                   2450:
                   2451:        n = col - 1;
                   2452:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2453:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2454:                if ( i == row )
                   2455:                        return 1;
                   2456:                if ( i != j ) {
                   2457:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2458:                }
                   2459:                pivot = mat[j];
                   2460:                inv = invm(pivot[j],md);
                   2461:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   2462:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2463:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2464:                        t = mat[i];
                   2465:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   2466:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   2467:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2468:                }
                   2469:        }
                   2470:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   2471:        if ( i == row ) {
                   2472:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2473:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   2474:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   2475:                                mat[i][j] = 0;
                   2476:                        }
                   2477:                }
                   2478:                return 0;
                   2479:        } else
                   2480:                return -1;
                   2481: }
                   2482:
1.24      noro     2483: void Pgeninvm(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     2484: {
                   2485:        MAT m;
                   2486:        pointer **mat;
                   2487:        Q **tmat;
                   2488:        Q q;
                   2489:        unsigned int **wmat;
                   2490:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   2491:        MAT mat1,mat2;
                   2492:        NODE node1,node2;
                   2493:
                   2494:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   2495:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   2496:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2497:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2498:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   2499:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2500:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2501:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2502:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2503:                                t = rem(NM(q),md);
                   2504:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2505:                                        t = (md - t) % md;
                   2506:                                wmat[i][j] = t;
                   2507:                        }
                   2508:                wmat[i][col+i] = 1;
                   2509:        }
                   2510:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   2511:        if ( status > 0 )
                   2512:                *rp = 0;
                   2513:        else {
                   2514:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   2515:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2516:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     2517:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
1.1       noro     2518:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   2519:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     2520:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
1.1       noro     2521:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2522:        }
                   2523: }
                   2524:
1.24      noro     2525: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     2526: {
                   2527:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2528:        unsigned int *t,*pivot;
                   2529:
                   2530:        n = col; m = row+col;
                   2531:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2532:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2533:                if ( i == row )
                   2534:                        return 1;
                   2535:                if ( i != j ) {
                   2536:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2537:                }
                   2538:                pivot = mat[j];
                   2539:                inv = invm(pivot[j],md);
                   2540:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2541:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2542:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2543:                        t = mat[i];
                   2544:                        if ( a = t[j] )
                   2545:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2546:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2547:                }
                   2548:        }
                   2549:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2550:                pivot = mat[j];
                   2551:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2552:                        t = mat[i];
                   2553:                        if ( a = t[j] )
                   2554:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2555:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2556:                }
                   2557:        }
                   2558:        return 0;
                   2559: }
                   2560:
1.24      noro     2561: void Psolve_by_lu_gfmmat(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     2562: {
                   2563:        GFMMAT lu;
                   2564:        Q *perm,*rhs,*v;
                   2565:        int n,i;
                   2566:        unsigned int md;
                   2567:        unsigned int *b,*sol;
                   2568:        VECT r;
                   2569:
                   2570:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   2571:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   2572:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   2573:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   2574:        n = lu->col;
                   2575:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2576:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2577:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2578:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   2579:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   2580:        MKVECT(r,n);
                   2581:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
1.24      noro     2582:                        UTOQ(sol[i],v[i]);
1.1       noro     2583:        *rp = r;
                   2584: }
                   2585:
1.24      noro     2586: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT lu,unsigned int md,
                   2587:        unsigned int *b,unsigned int *x)
1.1       noro     2588: {
                   2589:        int n;
                   2590:        unsigned int **a;
                   2591:        unsigned int *y;
                   2592:        int i,j;
                   2593:        unsigned int t,m;
                   2594:
                   2595:        n = lu->col;
                   2596:        a = lu->body;
                   2597:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2598:        /* solve Ly=b */
                   2599:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2600:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   2601:                        if ( a[i][j] ) {
                   2602:                                m = md - a[i][j];
                   2603:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   2604:                        }
                   2605:                y[i] = t;
                   2606:        }
                   2607:        /* solve Ux=y */
                   2608:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   2609:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   2610:                        if ( a[i][j] ) {
                   2611:                                m = md - a[i][j];
                   2612:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   2613:                        }
                   2614:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2615:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   2616:        }
                   2617: }
                   2618:
1.53    ! noro     2619: void Plu_mat(NODE arg,LIST *rp)
        !          2620: {
        !          2621:        MAT m,lu;
        !          2622:        Q dn;
        !          2623:        Q *v;
        !          2624:        int n,i;
        !          2625:        int *iperm;
        !          2626:        VECT perm;
        !          2627:        NODE n0;
        !          2628:
        !          2629:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"lu_mat");
        !          2630:        m = (MAT)ARG0(arg);
        !          2631:        n = m->row;
        !          2632:        MKMAT(lu,n,n);
        !          2633:        lu_dec_cr(m,lu,&dn,&iperm);
        !          2634:        MKVECT(perm,n);
        !          2635:        for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < n; i++ )
        !          2636:                STOQ(iperm[i],v[i]);
        !          2637:        n0 = mknode(3,lu,dn,perm);
        !          2638:        MKLIST(*rp,n0);
        !          2639: }
        !          2640:
1.24      noro     2641: void Plu_gfmmat(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     2642: {
                   2643:        MAT m;
                   2644:        GFMMAT mm;
                   2645:        unsigned int md;
                   2646:        int i,row,col,status;
                   2647:        int *iperm;
                   2648:        Q *v;
                   2649:        VECT perm;
                   2650:        NODE n0;
                   2651:
1.53    ! noro     2652:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"lu_gfmmat");
        !          2653:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"lu_gfmmat");
1.1       noro     2654:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2655:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   2656:        row = m->row;
                   2657:        col = m->col;
                   2658:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2659:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   2660:        if ( !status )
                   2661:                n0 = 0;
                   2662:        else {
                   2663:                MKVECT(perm,row);
                   2664:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   2665:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   2666:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   2667:        }
                   2668:        MKLIST(*rp,n0);
                   2669: }
                   2670:
1.24      noro     2671: void Pmat_to_gfmmat(NODE arg,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2672: {
                   2673:        MAT m;
                   2674:        unsigned int md;
                   2675:
                   2676:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   2677:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   2678:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2679:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   2680: }
                   2681:
1.24      noro     2682: void mat_to_gfmmat(MAT m,unsigned int md,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2683: {
                   2684:        unsigned int **wmat;
                   2685:        unsigned int t;
                   2686:        Q **mat;
                   2687:        Q q;
                   2688:        int i,j,row,col;
                   2689:
                   2690:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   2691:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   2692:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2693:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   2694:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2695:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   2696:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2697:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2698:                                        t = (md - t) % md;
                   2699:                                wmat[i][j] = t;
                   2700:                        }
                   2701:        }
                   2702:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   2703: }
                   2704:
1.27      noro     2705: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   2706: NODE arg;
                   2707: LIST *rp;
1.1       noro     2708: {
                   2709:        MAT m;
                   2710:        pointer **mat;
                   2711:        Q **tmat;
                   2712:        Q *tvect;
                   2713:        Q q;
                   2714:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   2715:        int *index;
                   2716:        unsigned int t,md;
                   2717:        int i,j,row,col,status;
                   2718:        MAT mat1;
                   2719:        VECT vect1;
                   2720:        NODE node1,node2;
                   2721:
                   2722:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   2723:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   2724:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2725:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2726:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   2727:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2728:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2729:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2730:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2731:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2732:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2733:                                        t = (md - t) % md;
                   2734:                                wmat[i][j] = t;
                   2735:                        }
                   2736:                wmat[i][col+i] = 1;
                   2737:        }
                   2738:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   2739:        if ( status > 0 )
                   2740:                *rp = 0;
                   2741:        else {
                   2742:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2743:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2744:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2745:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   2746:                MKVECT(vect1,row);
                   2747:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2748:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2749:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2750:        }
                   2751: }
                   2752:
1.27      noro     2753: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   2754: unsigned int **mat;
                   2755: int row,col;
                   2756: unsigned int md;
                   2757: unsigned int ***invmatp;
                   2758: int **indexp;
1.1       noro     2759: {
                   2760:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2761:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   2762:        int *index;
                   2763:        unsigned int **invmat;
                   2764:
                   2765:        n = col; m = row+col;
                   2766:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2767:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2768:                index[i] = i;
                   2769:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2770:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2771:                if ( i == row ) {
                   2772:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2773:                }
                   2774:                if ( i != j ) {
                   2775:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2776:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2777:                }
                   2778:                pivot = mat[j];
                   2779:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   2780:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2781:                        if ( pivot[k] )
                   2782:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2783:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2784:                        t = mat[i];
                   2785:                        if ( a = t[j] )
                   2786:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2787:                                        if ( pivot[k] )
                   2788:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2789:                }
                   2790:        }
                   2791:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2792:                pivot = mat[j];
                   2793:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2794:                        t = mat[i];
                   2795:                        if ( a = t[j] )
                   2796:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2797:                                        if ( pivot[k] )
                   2798:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2799:                }
                   2800:        }
                   2801:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
1.27      noro     2802:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2803:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2804:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2805:        return 0;
                   2806: }
                   2807:
                   2808: void Pgeninv_sf_swap(NODE arg,LIST *rp)
                   2809: {
                   2810:        MAT m;
                   2811:        GFS **mat,**tmat;
                   2812:        Q *tvect;
                   2813:        GFS q;
                   2814:        int **wmat,**invmat;
                   2815:        int *index;
                   2816:        unsigned int t;
                   2817:        int i,j,row,col,status;
                   2818:        MAT mat1;
                   2819:        VECT vect1;
                   2820:        NODE node1,node2;
                   2821:
                   2822:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninv_sf_swap");
                   2823:        m = (MAT)ARG0(arg);
                   2824:        row = m->row; col = m->col; mat = (GFS **)m->body;
                   2825:        wmat = (int **)almat(row,col+row);
                   2826:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2827:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2828:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2829:                        if ( q = (GFS)mat[i][j] )
                   2830:                                wmat[i][j] = FTOIF(CONT(q));
                   2831:                wmat[i][col+i] = _onesf();
                   2832:        }
                   2833:        status = gauss_elim_geninv_sf_swap(wmat,row,col,&invmat,&index);
                   2834:        if ( status > 0 )
                   2835:                *rp = 0;
                   2836:        else {
                   2837:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2838:                for ( i = 0, tmat = (GFS **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2839:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2840:                                if ( t = invmat[i][j] ) {
                   2841:                                        MKGFS(IFTOF(t),tmat[i][j]);
                   2842:                                }
                   2843:                MKVECT(vect1,row);
                   2844:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2845:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2846:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2847:        }
                   2848: }
                   2849:
                   2850: int gauss_elim_geninv_sf_swap(int **mat,int row,int col,
                   2851:        int ***invmatp,int **indexp)
                   2852: {
                   2853:        int i,j,k,inv,a,n,m,u;
                   2854:        int *t,*pivot,*s;
                   2855:        int *index;
                   2856:        int **invmat;
                   2857:
                   2858:        n = col; m = row+col;
                   2859:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2860:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2861:                index[i] = i;
                   2862:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2863:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2864:                if ( i == row ) {
                   2865:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2866:                }
                   2867:                if ( i != j ) {
                   2868:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2869:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2870:                }
                   2871:                pivot = mat[j];
                   2872:                inv = _invsf(pivot[j]);
                   2873:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2874:                        if ( pivot[k] )
                   2875:                                pivot[k] = _mulsf(pivot[k],inv);
                   2876:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2877:                        t = mat[i];
                   2878:                        if ( a = t[j] )
                   2879:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2880:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2881:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2882:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2883:                                        }
                   2884:                }
                   2885:        }
                   2886:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2887:                pivot = mat[j];
                   2888:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2889:                        t = mat[i];
                   2890:                        if ( a = t[j] )
                   2891:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2892:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2893:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2894:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2895:                                        }
                   2896:                }
                   2897:        }
                   2898:        *invmatp = invmat = (int **)almat(col,col);
1.1       noro     2899:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2900:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2901:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2902:        return 0;
                   2903: }
                   2904:
                   2905: void _addn(N,N,N);
                   2906: int _subn(N,N,N);
                   2907: void _muln(N,N,N);
                   2908:
1.24      noro     2909: void inner_product_int(Q *a,Q *b,int n,Q *r)
1.1       noro     2910: {
                   2911:        int la,lb,i;
                   2912:        int sgn,sgn1;
                   2913:        N wm,wma,sum,t;
                   2914:
                   2915:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2916:                if ( a[i] )
                   2917:                        if ( DN(a[i]) )
                   2918:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2919:                        else
                   2920:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2921:                if ( b[i] )
                   2922:                        if ( DN(b[i]) )
                   2923:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2924:                        else
                   2925:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2926:        }
                   2927:        sgn = 0;
                   2928:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2929:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2930:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2931:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2932:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2933:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2934:                        continue;
                   2935:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2936:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2937:                if ( !sgn ) {
                   2938:                        sgn = sgn1;
                   2939:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2940:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2941:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2942:                        if ( !PL(wma) )
                   2943:                                sgn = 0;
                   2944:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2945:                } else {
                   2946:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2947:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2948:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2949:                }
                   2950:        }
                   2951:        GC_free(wm);
                   2952:        GC_free(wma);
                   2953:        if ( !sgn ) {
                   2954:                GC_free(sum);
                   2955:                *r = 0;
                   2956:        } else
                   2957:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2958: }
                   2959:
1.3       noro     2960: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2961:
1.24      noro     2962: void inner_product_mat_int_mod(Q **a,int **b,int n,int k,int l,Q *r)
1.3       noro     2963: {
                   2964:        int la,lb,i;
                   2965:        int sgn,sgn1;
                   2966:        N wm,wma,sum,t;
                   2967:        Q aki;
                   2968:        int bil,bilsgn;
                   2969:        struct oN tn;
                   2970:
                   2971:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2972:                if ( aki = a[k][i] )
                   2973:                        if ( DN(aki) )
                   2974:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2975:                        else
                   2976:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2977:        }
                   2978:        lb = 1;
                   2979:        sgn = 0;
                   2980:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2981:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2982:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2983:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2984:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2985:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2986:                        continue;
                   2987:                tn.p = 1;
                   2988:                if ( bil > 0 ) {
                   2989:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2990:                } else {
                   2991:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2992:                }
                   2993:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2994:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2995:                if ( !sgn ) {
                   2996:                        sgn = sgn1;
                   2997:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2998:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2999:                        _addn(sum,wm,wma);
                   3000:                        if ( !PL(wma) )
                   3001:                                sgn = 0;
                   3002:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   3003:                } else {
                   3004:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   3005:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   3006:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   3007:                }
                   3008:        }
                   3009:        GC_free(wm);
                   3010:        GC_free(wma);
                   3011:        if ( !sgn ) {
                   3012:                GC_free(sum);
                   3013:                *r = 0;
                   3014:        } else
                   3015:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   3016: }
                   3017:
1.24      noro     3018: void Pmul_mat_vect_int(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     3019: {
                   3020:        MAT mat;
                   3021:        VECT vect,r;
                   3022:        int row,col,i;
                   3023:
                   3024:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   3025:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   3026:        row = mat->row;
                   3027:        col = mat->col;
                   3028:        MKVECT(r,row);
1.24      noro     3029:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   3030:                inner_product_int((Q *)mat->body[i],(Q *)vect->body,col,(Q *)&r->body[i]);
                   3031:        }
1.1       noro     3032:        *rp = r;
                   3033: }
                   3034:
1.24      noro     3035: void Pnbpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     3036: {
                   3037:        int m,type,ret;
                   3038:        UP2 r;
                   3039:
                   3040:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   3041:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   3042:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   3043:        if ( ret == 0 )
                   3044:                MKGF2N(r,*rp);
                   3045:        else
                   3046:                *rp = 0;
                   3047: }
                   3048:
1.24      noro     3049: void Px962_irredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     3050: {
1.24      noro     3051:        int m,ret,w;
1.1       noro     3052:        GF2N prev;
                   3053:        UP2 r;
                   3054:
                   3055:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   3056:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   3057:        if ( !prev ) {
                   3058:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3059:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3060:        } else {
                   3061:                r = prev->body;
                   3062:                if ( degup2(r) != m ) {
                   3063:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3064:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3065:                }
                   3066:        }
1.24      noro     3067:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     3068:        if ( ret == 0 )
                   3069:                MKGF2N(r,*rp);
                   3070:        else
                   3071:                *rp = 0;
                   3072: }
                   3073:
1.24      noro     3074: void Pirredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     3075: {
1.24      noro     3076:        int m,ret,w;
1.1       noro     3077:        GF2N prev;
                   3078:        UP2 r;
                   3079:
                   3080:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   3081:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   3082:        if ( !prev ) {
                   3083:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3084:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3085:        } else {
                   3086:                r = prev->body;
                   3087:                if ( degup2(r) != m ) {
                   3088:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3089:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3090:                }
                   3091:        }
1.24      noro     3092:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     3093:        if ( ret == 0 )
                   3094:                MKGF2N(r,*rp);
                   3095:        else
                   3096:                *rp = 0;
                   3097: }
                   3098:
1.26      noro     3099: void Pmat_swap_row_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   3100: {
                   3101:        int i1,i2;
                   3102:        pointer *t;
                   3103:        MAT mat;
                   3104:
                   3105:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_row_destructive");
                   3106:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   3107:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   3108:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   3109:        i1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   3110:        i2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   3111:        if ( i1 < 0 || i2 < 0 || i1 >= mat->row || i2 >= mat->row )
                   3112:                error("mat_swap_row_destructive : Out of range");
                   3113:        t = mat->body[i1];
                   3114:        mat->body[i1] = mat->body[i2];
                   3115:        mat->body[i2] = t;
                   3116:        *m = mat;
                   3117: }
                   3118:
                   3119: void Pmat_swap_col_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   3120: {
                   3121:        int j1,j2,i,n;
                   3122:        pointer *mi;
                   3123:        pointer t;
                   3124:        MAT mat;
                   3125:
                   3126:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_col_destructive");
                   3127:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   3128:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   3129:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   3130:        j1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   3131:        j2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   3132:        if ( j1 < 0 || j2 < 0 || j1 >= mat->col || j2 >= mat->col )
                   3133:                error("mat_swap_col_destructive : Out of range");
                   3134:        n = mat->row;
                   3135:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   3136:                mi = mat->body[i];
                   3137:                t = mi[j1]; mi[j1] = mi[j2]; mi[j2] = t;
                   3138:        }
                   3139:        *m = mat;
                   3140: }
1.1       noro     3141: /*
                   3142:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   3143:  * IEEE P1363 A.7.2
                   3144:  *
                   3145:  * return value : 0  --- exists
                   3146:  *                1  --- does not exist
                   3147:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   3148:  */
                   3149:
                   3150: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   3151: {
                   3152:        int i,r;
                   3153:        int w;
                   3154:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   3155:
                   3156:        w = (m>>5)+1;
                   3157:        switch ( type ) {
                   3158:                case 1:
                   3159:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   3160:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   3161:                        /* set all the bits */
                   3162:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   3163:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   3164:                        /* mask the top word if necessary */
                   3165:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   3166:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   3167:                        return 0;
                   3168:                        break;
                   3169:                case 2:
                   3170:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   3171:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   3172:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   3173:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   3174:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   3175:
                   3176:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   3177:
                   3178:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   3179:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   3180:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   3181:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   3182:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   3183:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   3184:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   3185:                                /* cyclic change of the variables */
                   3186:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   3187:                        }
                   3188:                        _copyup2(f1,f);
                   3189:                        return 0;
                   3190:                        break;
                   3191:                default:
                   3192:                        return -1;
                   3193:                        break;
                   3194:                }
                   3195: }
                   3196:
                   3197: /*
                   3198:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   3199:  * return value : 0  --- exists
                   3200:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   3201:  */
                   3202:
                   3203: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   3204: {
                   3205:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   3206:        int w;
                   3207:        unsigned int *fd;
                   3208:
                   3209:        /*
                   3210:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   3211:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   3212:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   3213:         */
                   3214:
                   3215:        fd = f->b;
                   3216:        w = (d>>5)+1;
                   3217:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   3218:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   3219:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   3220:                switch ( nz ) {
                   3221:                        case 3:
                   3222:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3223:                                /* reset i0-th bit */
                   3224:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3225:                                j0 = k0 = 0;
                   3226:                                break;
                   3227:                        case 5:
                   3228:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3229:                                /* reset i0-th bit */
                   3230:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3231:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   3232:                                /* reset j0-th bit */
                   3233:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   3234:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   3235:                                /* reset k0-th bit */
                   3236:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   3237:                                break;
                   3238:                        default:
                   3239:                                f->w = 0; break;
                   3240:                }
                   3241:        } else
                   3242:                f->w = 0;
                   3243:
                   3244:        if ( !f->w ) {
                   3245:                fd = f->b;
                   3246:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   3247:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   3248:        }
                   3249:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   3250:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   3251:
                   3252:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   3253:
                   3254:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   3255:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3256:                if ( i < i0 ) continue;
                   3257:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   3258:                /* set i-th bit */
                   3259:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3260:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3261:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3262:                /* reset i-th bit */
                   3263:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3264:        }
                   3265:
                   3266:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   3267: PENTA:
                   3268:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   3269:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3270:                if ( i < i0 ) continue;
                   3271:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   3272:                /* set i-th bit */
                   3273:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3274:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   3275:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   3276:                        if ( j < j0 ) continue;
                   3277:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   3278:                        /* set j-th bit */
                   3279:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   3280:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   3281:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3282:                                if ( k < k0 ) continue;
                   3283:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   3284:                                /* set k-th bit */
                   3285:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   3286:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3287:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3288:                                /* reset k-th bit */
                   3289:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   3290:                        }
                   3291:                        /* reset j-th bit */
                   3292:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   3293:                }
                   3294:                /* reset i-th bit */
                   3295:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3296:        }
                   3297:        /* exhausted */
                   3298:        return 1;
                   3299: }
                   3300:
                   3301: /*
                   3302:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   3303:  *
                   3304:  * searching strategy:
                   3305:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   3306:  *         i is as small as possible.
                   3307:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   3308:  *         i is as small as possible.
                   3309:  *         For such i, j is as small as possible.
                   3310:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   3311:  *
                   3312:  * return value : 0  --- exists
                   3313:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   3314:  */
                   3315:
                   3316: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   3317: {
                   3318:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   3319:        int w;
                   3320:        unsigned int *fd;
                   3321:
                   3322:        /*
                   3323:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   3324:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   3325:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   3326:         */
                   3327:
                   3328:        fd = f->b;
                   3329:        w = (d>>5)+1;
                   3330:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   3331:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   3332:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   3333:                switch ( nz ) {
                   3334:                        case 3:
                   3335:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3336:                                /* reset i0-th bit */
                   3337:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3338:                                j0 = k0 = 0;
                   3339:                                break;
                   3340:                        case 5:
                   3341:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3342:                                /* reset i0-th bit */
                   3343:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3344:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   3345:                                /* reset j0-th bit */
                   3346:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   3347:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   3348:                                /* reset k0-th bit */
                   3349:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   3350:                                break;
                   3351:                        default:
                   3352:                                f->w = 0; break;
                   3353:                }
                   3354:        } else
                   3355:                f->w = 0;
                   3356:
                   3357:        if ( !f->w ) {
                   3358:                fd = f->b;
                   3359:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   3360:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   3361:        }
                   3362:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   3363:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   3364:
                   3365:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   3366:
                   3367:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   3368:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3369:                if ( i < i0 ) continue;
                   3370:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   3371:                /* set i-th bit */
                   3372:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3373:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3374:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3375:                /* reset i-th bit */
                   3376:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3377:        }
                   3378:
                   3379:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   3380: PENTA:
                   3381:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   3382:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3383:                if ( i < i0 ) continue;
                   3384:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   3385:                /* set i-th bit */
                   3386:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3387:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   3388:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   3389:                        if ( j < j0 ) continue;
                   3390:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   3391:                        /* set j-th bit */
                   3392:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   3393:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   3394:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3395:                                if ( k < k0 ) continue;
                   3396:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   3397:                                /* set k-th bit */
                   3398:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   3399:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3400:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3401:                                /* reset k-th bit */
                   3402:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   3403:                        }
                   3404:                        /* reset j-th bit */
                   3405:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   3406:                }
                   3407:                /* reset i-th bit */
                   3408:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3409:        }
                   3410:        /* exhausted */
                   3411:        return 1;
1.3       noro     3412: }
                   3413:
1.24      noro     3414: void printqmat(Q **mat,int row,int col)
1.3       noro     3415: {
                   3416:        int i,j;
                   3417:
                   3418:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   3419:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     3420:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     3421:                }
                   3422:                printf("\n");
                   3423:        }
                   3424: }
                   3425:
1.24      noro     3426: void printimat(int **mat,int row,int col)
1.3       noro     3427: {
                   3428:        int i,j;
                   3429:
                   3430:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   3431:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   3432:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   3433:                }
                   3434:                printf("\n");
                   3435:        }
1.36      noro     3436: }
                   3437:
                   3438: void Pnd_det(NODE arg,P *rp)
                   3439: {
1.37      noro     3440:        if ( argc(arg) == 1 )
                   3441:                nd_det(0,ARG0(arg),rp);
                   3442:        else
                   3443:                nd_det(QTOS((Q)ARG1(arg)),ARG0(arg),rp);
1.1       noro     3444: }

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