[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 1.6

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
        !            26:  * e-mail at risa-admin@flab.fujitsu.co.jp of the detailed specification
        !            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:  *
        !            48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.5 2000/06/05 02:26:47 noro Exp $
        !            49: */
1.1       noro       50: #include "ca.h"
                     51: #include "base.h"
                     52: #include "parse.h"
                     53: #include "inline.h"
1.4       noro       54:
                     55: #if 0
1.1       noro       56: #undef DMAR
                     57: #define DMAR(a1,a2,a3,d,r) (r)=dmar(a1,a2,a3,d);
1.4       noro       58: #endif
1.1       noro       59:
                     60: extern int Print; /* XXX */
                     61:
1.3       noro       62: void inner_product_mat_int_mod(Q **,int **,int,int,int,Q *);
                     63: void solve_by_lu_mod(int **,int,int,int **,int);
1.1       noro       64: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,unsigned int *,unsigned int *);
                     65: int lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,int *);
                     66: void mat_to_gfmmat(MAT,unsigned int,GFMMAT *);
                     67:
                     68: int generic_gauss_elim_mod(int **,int,int,int,int *);
                     69: int generic_gauss_elim(MAT ,MAT *,Q *,int **,int **);
                     70:
                     71: int gauss_elim_mod(int **,int,int,int);
                     72: int gauss_elim_mod1(int **,int,int,int);
                     73: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **,int,int,int);
                     74: int gauss_elim_geninv_mod_swap(unsigned int **,int,int,unsigned int,unsigned int ***,int **);
                     75: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
                     76:
                     77: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     78:
                     79: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
                     80: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol();
                     81: void sepvect();
                     82: void Pmulmat_gf2n();
                     83: void Pbconvmat_gf2n();
                     84: void Pmul_vect_mat_gf2n();
                     85: void PNBmul_gf2n();
                     86: void Pmul_mat_vect_int();
                     87: void Psepmat_destructive();
                     88: void Px962_irredpoly_up2();
                     89: void Pirredpoly_up2();
                     90: void Pnbpoly_up2();
                     91: void Pqsort();
                     92:
                     93: struct ftab array_tab[] = {
                     94:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                     95:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                     96:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
                     97:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                     98:        {"newvect",Pnewvect,-2},
                     99:        {"newmat",Pnewmat,-3},
                    100:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    101:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    102:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    103:        {"vtol",Pvtol,1},
                    104:        {"size",Psize,1},
                    105:        {"det",Pdet,-2},
                    106:        {"leqm",Pleqm,2},
                    107:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    108:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    109:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
                    110:        {"remainder",Premainder,2},
                    111:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    112:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    113:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    114:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    115:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    116:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    117:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    118:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    119:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
                    120:        {0,0,0},
                    121: };
                    122:
                    123: int comp_obj(a,b)
                    124: Obj *a,*b;
                    125: {
                    126:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    127: }
                    128:
                    129: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    130: static NODE generic_comp_obj_arg;
                    131:
                    132: int generic_comp_obj(a,b)
                    133: Obj *a,*b;
                    134: {
                    135:        Q r;
                    136:
                    137:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    138:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                    139:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                    140:        if ( !r )
                    141:                return 0;
                    142:        else
                    143:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    144: }
                    145:
                    146:
                    147: void Pqsort(arg,rp)
                    148: NODE arg;
                    149: VECT *rp;
                    150: {
                    151:        VECT vect;
                    152:        char buf[BUFSIZ];
                    153:        char *fname;
                    154:        NODE n;
                    155:        P p;
                    156:        V v;
                    157:
                    158:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"qsort");
                    159:        vect = (VECT)ARG0(arg);
                    160:        if ( argc(arg) == 1 )
                    161:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    162:        else {
                    163:                p = (P)ARG1(arg);
                    164:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    165:                        error("qsort : invalid argument");
                    166:                v = VR(p);
                    167:                if ( (int)v->attr != V_SR )
                    168:                        error("qsort : no such function");
                    169:                generic_comp_obj_func = (FUNC)v->priv;
                    170:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    171:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    172:        }
                    173:        *rp = vect;
                    174: }
                    175:
                    176: void PNBmul_gf2n(arg,rp)
                    177: NODE arg;
                    178: GF2N *rp;
                    179: {
                    180:        GF2N a,b;
                    181:        GF2MAT mat;
                    182:        int n,w;
                    183:        unsigned int *ab,*bb;
                    184:        UP2 r;
                    185:
                    186:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    187:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    188:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    189:        if ( !a || !b )
                    190:                *rp = 0;
                    191:        else {
                    192:                n = mat->row;
                    193:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    194:
                    195:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    196:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    197:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    198:
                    199:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    200:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    201:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    202:
                    203:                NEWUP2(r,w);
                    204:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    205:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    206:                r->w = w;
                    207:                _adjup2(r);
                    208:                if ( !r->w )
                    209:                        *rp = 0;
                    210:                else
                    211:                        MKGF2N(r,*rp);
                    212:        }
                    213: }
                    214:
                    215: void Pmul_vect_mat_gf2n(arg,rp)
                    216: NODE arg;
                    217: GF2N *rp;
                    218: {
                    219:        GF2N a;
                    220:        GF2MAT mat;
                    221:        int n,w;
                    222:        unsigned int *b;
                    223:        UP2 r;
                    224:
                    225:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    226:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    227:        if ( !a )
                    228:                *rp = 0;
                    229:        else {
                    230:                n = mat->row;
                    231:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    232:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    233:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    234:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    235:                NEWUP2(r,w);
                    236:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    237:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    238:                r->w = w;
                    239:                _adjup2(r);
                    240:                if ( !r->w )
                    241:                        *rp = 0;
                    242:                else {
                    243:                        MKGF2N(r,*rp);
                    244:                }
                    245:        }
                    246: }
                    247:
                    248: void Pbconvmat_gf2n(arg,rp)
                    249: NODE arg;
                    250: LIST *rp;
                    251: {
                    252:        P p0,p1;
                    253:        int to;
                    254:        GF2MAT p01,p10;
                    255:        GF2N root;
                    256:        NODE n0,n1;
                    257:
                    258:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    259:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    260:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    261:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    262:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    263:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    264:        } else
                    265:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    266:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    267:        MKLIST(*rp,n0);
                    268: }
                    269:
                    270: void Pmulmat_gf2n(arg,rp)
                    271: NODE arg;
                    272: GF2MAT *rp;
                    273: {
                    274:        GF2MAT m;
                    275:
                    276:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    277:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    278:        *rp = m;
                    279: }
                    280:
                    281: void Psepmat_destructive(arg,rp)
                    282: NODE arg;
                    283: LIST *rp;
                    284: {
                    285:        MAT mat,mat1;
                    286:        int i,j,row,col;
                    287:        Q **a,**a1;
                    288:        Q ent;
                    289:        N nm,mod,rem,quo;
                    290:        int sgn;
                    291:        NODE n0,n1;
                    292:
                    293:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    294:        row = mat->row; col = mat->col;
                    295:        MKMAT(mat1,row,col);
                    296:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    297:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    298:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    299:                        ent = a[i][j];
                    300:                        if ( !ent )
                    301:                                continue;
                    302:                        nm = NM(ent);
                    303:                        sgn = SGN(ent);
                    304:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    305: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    306: /*                             GC_free(nm); */
                    307: /*                     GC_free(ent); */
                    308:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    309:                }
                    310:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    311:        MKLIST(*rp,n0);
                    312: }
                    313:
                    314: void Psepvect(arg,rp)
                    315: NODE arg;
                    316: VECT *rp;
                    317: {
                    318:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    319: }
                    320:
                    321: void sepvect(v,d,rp)
                    322: VECT v;
                    323: int d;
                    324: VECT *rp;
                    325: {
                    326:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    327:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    328:        VECT w,u;
                    329:
                    330:        n = v->len;
                    331:        if ( d > n )
                    332:                d = n;
                    333:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    334:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    335:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    336:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    337:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    338:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    339:                        pu[j] = pv[k];
                    340:        }
                    341:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    342:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    343:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    344:                        pu[j] = pv[k];
                    345:        }
                    346: }
                    347:
                    348: void Pnewvect(arg,rp)
                    349: NODE arg;
                    350: VECT *rp;
                    351: {
                    352:        int len,i,r;
                    353:        VECT vect;
                    354:        pointer *vb;
                    355:        LIST list;
                    356:        NODE tn;
                    357:
                    358:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    359:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      360:        if ( len < 0 )
1.1       noro      361:                error("newvect : invalid size");
                    362:        MKVECT(vect,len);
                    363:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    364:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    365:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    366:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    367:                if ( r > len ) {
                    368:                        *rp = vect;
                    369:                        return;
                    370:                }
                    371:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    372:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    373:        }
                    374:        *rp = vect;
                    375: }
                    376:
                    377: void Pnewmat(arg,rp)
                    378: NODE arg;
                    379: MAT *rp;
                    380: {
                    381:        int row,col;
                    382:        int i,j,r,c;
                    383:        NODE tn,sn;
                    384:        MAT m;
                    385:        pointer **mb;
                    386:        LIST list;
                    387:
                    388:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    389:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    390:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      391:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      392:                error("newmat : invalid size");
                    393:        MKMAT(m,row,col);
                    394:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    395:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    396:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    397:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    398:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    399:                        c = MAX(c,j);
                    400:                }
                    401:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    402:                        *rp = m;
                    403:                        return;
                    404:                }
                    405:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    406:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    407:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    408:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    409:                }
                    410:        }
                    411:        *rp = m;
                    412: }
                    413:
                    414: void Pvtol(arg,rp)
                    415: NODE arg;
                    416: LIST *rp;
                    417: {
                    418:        NODE n,n1;
                    419:        VECT v;
                    420:        pointer *a;
                    421:        int len,i;
                    422:
                    423:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    424:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    425:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    426:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    427:        }
                    428:        MKLIST(*rp,n);
                    429: }
                    430:
                    431: void Premainder(arg,rp)
                    432: NODE arg;
                    433: Obj *rp;
                    434: {
                    435:        Obj a;
                    436:        VECT v,w;
                    437:        MAT m,l;
                    438:        pointer *vb,*wb;
                    439:        pointer **mb,**lb;
                    440:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    441:        Q md,q;
                    442:
                    443:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    444:        if ( !a )
                    445:                *rp = 0;
                    446:        else {
                    447:                id = OID(a);
                    448:                switch ( id ) {
                    449:                        case O_N:
                    450:                        case O_P:
                    451:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    452:                        case O_VECT:
                    453:                                smd = QTOS(md);
                    454:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    455:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    456:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    457:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    458:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    459:                                                STOQ(t,q);
                    460:                                                if ( q )
                    461:                                                        SGN(q) = sgn;
                    462:                                        }
                    463:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    464:                                }
                    465:                                *rp = (Obj)w;
                    466:                                break;
                    467:                        case O_MAT:
                    468:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    469:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    470:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    471:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    472:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    473:                                *rp = (Obj)l;
                    474:                                break;
                    475:                        default:
                    476:                                error("remainder : invalid argument");
                    477:                }
                    478:        }
                    479: }
                    480:
                    481: void Psremainder(arg,rp)
                    482: NODE arg;
                    483: Obj *rp;
                    484: {
                    485:        Obj a;
                    486:        VECT v,w;
                    487:        MAT m,l;
                    488:        pointer *vb,*wb;
                    489:        pointer **mb,**lb;
                    490:        unsigned int t,smd;
                    491:        int id,i,j,n,row,col;
                    492:        Q md,q;
                    493:
                    494:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    495:        if ( !a )
                    496:                *rp = 0;
                    497:        else {
                    498:                id = OID(a);
                    499:                switch ( id ) {
                    500:                        case O_N:
                    501:                        case O_P:
                    502:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    503:                        case O_VECT:
                    504:                                smd = QTOS(md);
                    505:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    506:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    507:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    508:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    509:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    510:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    511:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    512:                                                UTOQ(t,q);
                    513:                                        }
                    514:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    515:                                }
                    516:                                *rp = (Obj)w;
                    517:                                break;
                    518:                        case O_MAT:
                    519:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    520:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    521:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    522:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    523:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    524:                                *rp = (Obj)l;
                    525:                                break;
                    526:                        default:
                    527:                                error("remainder : invalid argument");
                    528:                }
                    529:        }
                    530: }
                    531:
                    532: void Psize(arg,rp)
                    533: NODE arg;
                    534: LIST *rp;
                    535: {
                    536:
                    537:        int n,m;
                    538:        Q q;
                    539:        NODE t,s;
                    540:
                    541:        if ( !ARG0(arg) )
                    542:                 t = 0;
                    543:        else {
                    544:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    545:                        case O_VECT:
                    546:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    547:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    548:                                break;
                    549:                        case O_MAT:
                    550:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    551:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    552:                                break;
                    553:                        default:
                    554:                                error("size : invalid argument"); break;
                    555:                }
                    556:        }
                    557:        MKLIST(*rp,t);
                    558: }
                    559:
                    560: void Pdet(arg,rp)
                    561: NODE arg;
                    562: P *rp;
                    563: {
                    564:        MAT m;
                    565:        int n,i,j,mod;
                    566:        P d;
                    567:        P **mat,**w;
                    568:
                    569:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    570:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    571:        if ( m->row != m->col )
                    572:                error("det : non-square matrix");
                    573:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    574:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    575:        else {
                    576:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    577:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    578:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    579:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    580:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    581:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    582:                mptop(d,rp);
                    583:        }
                    584: }
                    585:
                    586: /*
                    587:        input : a row x col matrix A
                    588:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    589:
                    590:        output : [B,R,C]
                    591:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    592:                R : a vector of length rank(A)
                    593:                C : a vector of length col-rank(A)
                    594:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    595: */
                    596:
                    597: void Pgeneric_gauss_elim_mod(arg,rp)
                    598: NODE arg;
                    599: LIST *rp;
                    600: {
                    601:        NODE n0;
                    602:        MAT m,mat;
                    603:        VECT rind,cind;
                    604:        Q **tmat;
                    605:        int **wmat;
                    606:        Q *rib,*cib;
                    607:        int *colstat;
                    608:        Q q;
                    609:        int md,i,j,k,l,row,col,t,n,rank;
                    610:
                    611:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    612:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    613:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    614:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    615:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    616:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    617:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    618:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    619:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    620:                                t = rem(NM(q),md);
                    621:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    622:                                        t = (md - t) % md;
                    623:                                wmat[i][j] = t;
                    624:                        } else
                    625:                                wmat[i][j] = 0;
                    626:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    627:
                    628:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    629:        tmat = (Q **)mat->body;
                    630:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    631:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    632:                        if ( !colstat[j] ) {
                    633:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    634:                        }
                    635:
                    636:        MKVECT(rind,rank);
                    637:        MKVECT(cind,col-rank);
                    638:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    639:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    640:                if ( colstat[j] ) {
                    641:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    642:                } else {
                    643:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    644:                }
                    645:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    646:        MKLIST(*rp,n0);
                    647: }
                    648:
                    649: void Pleqm(arg,rp)
                    650: NODE arg;
                    651: VECT *rp;
                    652: {
                    653:        MAT m;
                    654:        VECT vect;
                    655:        pointer **mat;
                    656:        Q *v;
                    657:        Q q;
                    658:        int **wmat;
                    659:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    660:
                    661:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    662:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    663:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    664:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    665:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    666:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    667:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    668:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    669:                                t = rem(NM(q),md);
                    670:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    671:                                        t = (md - t) % md;
                    672:                                wmat[i][j] = t;
                    673:                        } else
                    674:                                wmat[i][j] = 0;
                    675:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    676:        if ( status < 0 )
                    677:                *rp = 0;
                    678:        else if ( status > 0 )
                    679:                *rp = (VECT)ONE;
                    680:        else {
                    681:                n = col - 1;
                    682:                MKVECT(vect,n);
                    683:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    684:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    685:                }
                    686:                *rp = vect;
                    687:        }
                    688: }
                    689:
                    690: int gauss_elim_mod(mat,row,col,md)
                    691: int **mat;
                    692: int row,col,md;
                    693: {
                    694:        int i,j,k,inv,a,n;
                    695:        int *t,*pivot;
                    696:
                    697:        n = col - 1;
                    698:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    699:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    700:                if ( i == row )
                    701:                        return 1;
                    702:                if ( i != j ) {
                    703:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    704:                }
                    705:                pivot = mat[j];
                    706:                inv = invm(pivot[j],md);
                    707:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    708: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    709:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    710:                }
                    711:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    712:                        t = mat[i];
                    713:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    714:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
                    715: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
                    716:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,t[k])
                    717:                                }
                    718:                }
                    719:        }
                    720:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    721:        if ( i == row )
                    722:                return 0;
                    723:        else
                    724:                return -1;
                    725: }
                    726:
1.4       noro      727: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      728:
                    729: int generic_gauss_elim(mat,nm,dn,rindp,cindp)
                    730: MAT mat;
                    731: MAT *nm;
                    732: Q *dn;
                    733: int **rindp,**cindp;
                    734: {
                    735:        int **wmat;
                    736:        Q **bmat;
                    737:        N **tmat;
                    738:        Q *bmi;
                    739:        N *tmi;
                    740:        Q q;
                    741:        int *wmi;
                    742:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    743:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    744:        N m1,m2,m3,s,u;
                    745:        MAT r,crmat;
                    746:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    747:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    748:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    749:        int ret;
                    750:
                    751:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    752:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    753:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    754:        bmat = (Q **)mat->body;
                    755:        row = mat->row; col = mat->col;
                    756:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    757:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    758:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    759:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.2       noro      760:                if ( Print ) {
                    761:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    762:                }
1.1       noro      763:                md = lprime[ind];
                    764:                get_eg(&tmp0);
                    765:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    766:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    767:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    768:                                        t = rem(NM(q),md);
                    769:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    770:                                                t = (md - t) % md;
                    771:                                        wmi[j] = t;
                    772:                                } else
                    773:                                        wmi[j] = 0;
                    774:                get_eg(&tmp1);
                    775:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                    776:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                    777:                get_eg(&tmp0);
                    778:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    779:                get_eg(&tmp1);
                    780:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                    781:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                    782:                if ( !ind ) {
                    783: RESET:
                    784:                        UTON(md,m1);
                    785:                        rank0 = rank;
                    786:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    787:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    788:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    789:                        tmat = (N **)crmat->body;
                    790:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    791:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    792:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    793:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                    794:                                        }
                    795:                } else {
                    796:                        if ( rank < rank0 ) {
1.2       noro      797:                                if ( Print ) {
1.1       noro      798:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro      799:                                        fflush(asir_out);
                    800:                                }
1.1       noro      801:                                continue;
                    802:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.2       noro      803:                                if ( Print ) {
1.1       noro      804:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro      805:                                        fflush(asir_out);
                    806:                                }
1.1       noro      807:                                goto RESET;
                    808:                        } else {
                    809:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    810:                                if ( j < col ) {
1.2       noro      811:                                        if ( Print ) {
1.1       noro      812:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro      813:                                                fflush(asir_out);
                    814:                                        }
1.1       noro      815:                                        goto RESET;
                    816:                                }
                    817:                        }
                    818:
                    819:                        get_eg(&tmp0);
                    820:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                    821:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                    822:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    823:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    824:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    825:                                                if ( tmi[k] ) {
                    826:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    827:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                    828:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                    829:                                                                t = wmi[j]-t;
                    830:                                                        else
                    831:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                    832:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    833:                                                        UTON(t1,u);
                    834:                                                        muln(m1,u,&s);
                    835:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    836:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                    837:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    838:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    839:                                                        UTON(t,u);
                    840:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    841:                                                }
                    842:                                                k++;
                    843:                                        }
                    844:                        m1 = m3;
                    845:                        get_eg(&tmp1);
                    846:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                    847:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                    848:
                    849:                        get_eg(&tmp0);
                    850:                        ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
                    851:                        get_eg(&tmp1);
                    852:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                    853:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                    854:                        if ( ret ) {
                    855:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    856:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    857:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    858:                                        if ( colstat[j] )
                    859:                                                rind[k++] = j;
                    860:                                        else
                    861:                                                cind[l++] = j;
                    862:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro      863:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                    864:                                        get_eg(&tmp1);
                    865:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                    866:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
                    867:                                        if ( Print ) {
                    868:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                    869:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                    870:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                    871:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                    872:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                    873:                                                fflush(asir_out);
                    874:                                        }
                    875:                                        return rank;
                    876:                                }
                    877:                        }
                    878:                }
                    879:        }
                    880: }
                    881:
                    882: int generic_gauss_elim_hensel(mat,nmmat,dn,rindp,cindp)
                    883: MAT mat;
                    884: MAT *nmmat;
                    885: Q *dn;
                    886: int **rindp,**cindp;
                    887: {
                    888:        MAT bmat,xmat;
                    889:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                    890:        Q *ai,*bi,*xi;
                    891:        int row,col;
                    892:        int **w;
                    893:        int *wi;
                    894:        int **wc;
                    895:        Q mdq,q,s,u;
                    896:        N tn;
                    897:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                    898:        unsigned int t;
                    899:        int *cinfo,*rinfo;
                    900:        int *rind,*cind;
                    901:        int count;
                    902:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                    903:
                    904:        a0 = (Q **)mat->body;
                    905:        row = mat->row; col = mat->col;
                    906:        w = (int **)almat(row,col);
                    907:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                    908:                md = lprime[ind];
                    909:                STOQ(md,mdq);
                    910:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    911:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                    912:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                    913:                                        t = rem(NM(q),md);
                    914:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    915:                                                t = (md - t) % md;
                    916:                                        wi[j] = t;
                    917:                                } else
                    918:                                        wi[j] = 0;
                    919:
                    920:                rank = find_lhs_and_lu_mod(w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                    921:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                    922:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                    923:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                    924:                        if ( cinfo[j] ) {
                    925:                                /* the column is in lhs */
                    926:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    927:                                        w[i][li] = w[i][j];
                    928:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                    929:                                }
                    930:                                li++;
                    931:                        } else {
                    932:                                /* the column is in rhs */
                    933:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    934:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                    935:                                ri++;
                    936:                        }
                    937:
                    938:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                    939:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                    940:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                    941:                        /* use the right part of w as work area */
                    942:                        /* ri = col - rank */
                    943:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                    944:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    945:                                wc[i] = w[i]+rank;
                    946:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    947:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                    948:
                    949:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                    950:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                    951:                                fprintf(stderr,".");
                    952:                                /* wc = -b mod md */
                    953:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    954:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                    955:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                    956:                                                        t = rem(NM(u),md);
                    957:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                    958:                                                                t = (md - t) % md;
                    959:                                                        wi[j] = t;
                    960:                                                } else
                    961:                                                        wi[j] = 0;
                    962:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                    963:                                get_eg(&tmp0);
                    964:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro      965:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro      966:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                    967:                                /* x = x-q*wc */
                    968:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    969:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                    970:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                    971:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                    972:                                        }
                    973:                                get_eg(&tmp0);
                    974:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    975:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                    976:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                    977:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                    978:                                                if ( s ) {
                    979:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                    980:                                                        if ( t )
                    981:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                    982:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                    983:                                                } else
                    984:                                                        b[i][j] = 0;
                    985:                                        }
                    986:                                get_eg(&tmp1);
                    987:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                    988:                                /* q = q*md */
                    989:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
                    990:                                if ( !(count % 2) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
                    991:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    992:                                                if ( cinfo[j] )
                    993:                                                        rind[k++] = j;
                    994:                                                else
                    995:                                                        cind[l++] = j;
                    996:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                    997:                                                fprintf(stderr,"\n");
                    998:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                    999:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1000:                                                fflush(asir_out);
                   1001:                                                return rank;
                   1002:                                        }
1.1       noro     1003:                                }
                   1004:                        }
                   1005:        }
                   1006: }
                   1007:
                   1008: int f4_nocheck;
                   1009:
                   1010: int gensolve_check(mat,nm,dn,rind,cind)
                   1011: MAT mat,nm;
                   1012: Q dn;
                   1013: int *rind,*cind;
                   1014: {
                   1015:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1016:        Q s,t,u;
                   1017:        Q *w;
                   1018:        Q *mati,*nmk;
                   1019:
                   1020:        if ( f4_nocheck )
                   1021:                return 1;
                   1022:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1023:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1024:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1025:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1026:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1027: #if 1
                   1028:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1029:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1030:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1031:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1032:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1033:                        }
                   1034:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1035:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1036:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1037:                                break;
                   1038:                }
                   1039: #else
                   1040:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1041:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1042:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1043:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1044:                        }
                   1045:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1046:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1047:                                break;
                   1048:                }
                   1049: #endif
                   1050:                if ( j != clen )
                   1051:                        break;
                   1052:        }
                   1053:        if ( i != row )
                   1054:                return 0;
                   1055:        else
                   1056:                return 1;
                   1057: }
                   1058:
                   1059: /* assuming 0 < c < m */
                   1060:
                   1061: int inttorat(c,m,b,sgnp,nmp,dnp)
                   1062: N c,m,b;
                   1063: int *sgnp;
                   1064: N *nmp,*dnp;
                   1065: {
                   1066:        Q qq,t,u1,v1,r1,nm;
                   1067:        N q,r,u2,v2,r2;
                   1068:
                   1069:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1070:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1071:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1072:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1073:        }
                   1074:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1075:                return 0;
                   1076:        else {
                   1077:                *nmp = v2;
                   1078:                *dnp = NM(v1);
                   1079:                *sgnp = SGN(v1);
                   1080:                return 1;
                   1081:        }
                   1082: }
                   1083:
                   1084: /* mat->body = N ** */
                   1085:
                   1086: int intmtoratm(mat,md,nm,dn)
                   1087: MAT mat;
                   1088: N md;
                   1089: MAT nm;
                   1090: Q *dn;
                   1091: {
                   1092:        N t,s,b;
                   1093:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1094:        int i,j,k,l,row,col;
                   1095:        Q **rmat;
                   1096:        N **tmat;
                   1097:        N *tmi;
                   1098:        Q *nmk;
                   1099:        N u,unm,udn;
                   1100:        int sgn,ret;
                   1101:
1.3       noro     1102:        if ( UNIN(md) )
                   1103:                return 0;
1.1       noro     1104:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1105:        bshiftn(md,1,&t);
                   1106:        isqrt(t,&s);
                   1107:        bshiftn(s,64,&b);
                   1108:        if ( !b )
                   1109:                b = ONEN;
                   1110:        dn0 = ONE;
                   1111:        tmat = (N **)mat->body;
                   1112:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1113:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1114:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1115:                        if ( tmi[j] ) {
                   1116:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1117:                                remn(s,md,&u);
                   1118:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1119:                                if ( !ret )
                   1120:                                        return 0;
                   1121:                                else {
                   1122:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1123:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1124:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1125:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1126:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1127:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1128:                                                        }
                   1129:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1130:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1131:                                                }
                   1132:                                        }
                   1133:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1134:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1135:                                }
                   1136:                        }
                   1137:        *dn = dn0;
                   1138:        return 1;
                   1139: }
                   1140:
1.3       noro     1141: /* mat->body = Q ** */
                   1142:
                   1143: int intmtoratm_q(mat,md,nm,dn)
                   1144: MAT mat;
                   1145: N md;
                   1146: MAT nm;
                   1147: Q *dn;
                   1148: {
                   1149:        N t,s,b;
                   1150:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1151:        int i,j,k,l,row,col;
                   1152:        Q **rmat;
                   1153:        Q **tmat;
                   1154:        Q *tmi;
                   1155:        Q *nmk;
                   1156:        N u,unm,udn;
                   1157:        int sgn,ret;
                   1158:
                   1159:        if ( UNIN(md) )
                   1160:                return 0;
                   1161:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1162:        bshiftn(md,1,&t);
                   1163:        isqrt(t,&s);
                   1164:        bshiftn(s,64,&b);
                   1165:        if ( !b )
                   1166:                b = ONEN;
                   1167:        dn0 = ONE;
                   1168:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1169:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1170:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1171:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1172:                        if ( tmi[j] ) {
                   1173:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1174:                                remn(s,md,&u);
                   1175:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1176:                                if ( !ret )
                   1177:                                        return 0;
                   1178:                                else {
                   1179:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1180:                                                sgn = -sgn;
                   1181:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1182:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1183:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1184:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1185:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1186:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1187:                                                        }
                   1188:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1189:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1190:                                                }
                   1191:                                        }
                   1192:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1193:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1194:                                }
                   1195:                        }
                   1196:        *dn = dn0;
                   1197:        return 1;
                   1198: }
                   1199:
1.4       noro     1200: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1201:
                   1202: void reduce_reducers_mod(mat,row,col,md)
                   1203: int **mat;
                   1204: int row,col;
                   1205: int md;
                   1206: {
                   1207:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1208:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1209:
                   1210:        /* reduce the reducers */
                   1211:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1212:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1213:                t = mat[i];
                   1214:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1215:                /* register the position of the head term */
                   1216:                ind[i] = j;
                   1217:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1218:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1219:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1220:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1221:                                j = ind[l];
                   1222:                                s = mat[l]+j;
                   1223:                                tj = t+j;
                   1224:                                hc = md-hc;
                   1225:                                k = col-j;
                   1226:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1227:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1228:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1229:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1230:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1231:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1232:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1233:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1234:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1235:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1236:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1237:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1238:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1239:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1240:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1241:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1242:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1243:                                }
                   1244:                                for ( ; k >= 0; k-- ) {
                   1245:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1246:                                }
                   1247:                        }
                   1248:                }
                   1249:        }
                   1250: }
                   1251:
                   1252: /*
                   1253:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1254:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1255:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1256:        1. reduce the reducers
                   1257:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1258: */
                   1259:
                   1260: void pre_reduce_mod(mat,row,col,nred,md)
                   1261: int **mat;
                   1262: int row,col,nred;
                   1263: int md;
                   1264: {
                   1265:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1266:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1267:
                   1268: #if 1
                   1269:        /* reduce the reducers */
                   1270:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1271:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1272:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1273:                t = mat[i];
                   1274:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1275:                /* register the position of the head term */
                   1276:                ind[i] = j;
                   1277:                inv = invm(t[j],md);
                   1278:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1279:                        if ( t[k] )
                   1280:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1281:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1282:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1283:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1284:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1285:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1286:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1287:                                        if ( *s )
                   1288:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1289:                        }
                   1290:                }
                   1291:        }
                   1292:        /* reduce the spolys */
                   1293:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   1294:                t = mat[i];
                   1295:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   1296:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1297:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1298:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1299:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1300:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1301:                                        if ( *s )
                   1302:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1303:                        }
                   1304:                }
                   1305:        }
                   1306: #endif
                   1307: }
                   1308: /*
                   1309:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1310:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1311: */
                   1312:
                   1313: void reduce_sp_by_red_mod(sp,redmat,ind,nred,col,md)
                   1314: int *sp,**redmat;
                   1315: int *ind;
                   1316: int nred,col;
                   1317: int md;
                   1318: {
                   1319:        int i,j,k,hc,zzz;
                   1320:        int *t,*s,*tj;
                   1321:
                   1322:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1323:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1324:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   1325:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   1326:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1327:                        j = ind[i];
                   1328:                        hc = md-hc;
                   1329:                        s = redmat[i]+j;
                   1330:                        tj = sp+j;
                   1331:                        for ( k = col-j; k >= 0; k-- ) {
                   1332:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1333:                        }
                   1334:                }
                   1335:        }
                   1336: }
                   1337:
                   1338: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1339:
1.1       noro     1340: int generic_gauss_elim_mod(mat,row,col,md,colstat)
                   1341: int **mat;
                   1342: int row,col,md;
                   1343: int *colstat;
                   1344: {
1.4       noro     1345:        int i,j,k,l,inv,a,rank,zzz;
                   1346:        int *t,*pivot,*pk,*tk;
1.1       noro     1347:
                   1348:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
                   1349:                for ( i = rank; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1350:                if ( i == row ) {
                   1351:                        colstat[j] = 0;
                   1352:                        continue;
                   1353:                } else
                   1354:                        colstat[j] = 1;
                   1355:                if ( i != rank ) {
                   1356:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1357:                }
                   1358:                pivot = mat[rank];
                   1359:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     1360:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   1361:                        if ( *pk ) {
                   1362:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1363:                        }
                   1364:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1365:                        t = mat[i];
1.4       noro     1366:                        if ( a = t[j] ) {
                   1367:                                a = md - a; pk = pivot+j; tk = t+j;
                   1368:                                k = col-j;
                   1369:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1370:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1371:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1372:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1373:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1374:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1375:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1376:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1377:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1378:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1379:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1380:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1381:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1382:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1383:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1384:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1385:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1386:                                }
                   1387:                                for ( ; k >= 0; k -- ) {
                   1388:                                        if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1389:                                }
                   1390:                        }
1.1       noro     1391:                }
                   1392:                rank++;
                   1393:        }
                   1394:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1395:                if ( colstat[j] ) {
                   1396:                        pivot = mat[l];
                   1397:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1398:                                t = mat[i];
1.4       noro     1399:                                if ( a = t[j] ) {
                   1400:                                        a = md-a; pk = pivot+j; tk = t+j;
                   1401:                                        k = col-j;
                   1402:                                        for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1403:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1404:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1405:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1406:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1407:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1408:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1409:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1410:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1411:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1412:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1413:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1414:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1415:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1416:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1417:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1418:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1419:                                        }
                   1420:                                        for ( ; k >= 0; k -- ) {
                   1421:                                                if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1422:                                        }
                   1423:                                }
1.1       noro     1424:                        }
                   1425:                        l--;
                   1426:                }
                   1427:        return rank;
                   1428: }
                   1429:
                   1430: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1431:
                   1432: int lu_gfmmat(mat,md,perm)
                   1433: GFMMAT mat;
                   1434: unsigned int md;
                   1435: int *perm;
                   1436: {
                   1437:        int row,col;
                   1438:        int i,j,k,l;
                   1439:        unsigned int *t,*pivot;
                   1440:        unsigned int **a;
                   1441:        unsigned int inv,m;
                   1442:
                   1443:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1444:        a = mat->body;
                   1445:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1446:
                   1447:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1448:                perm[i] = i;
                   1449:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1450:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1451:                if ( i == row )
                   1452:                        return 0;
                   1453:                if ( i != k ) {
                   1454:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1455:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1456:                }
                   1457:                pivot = a[k];
                   1458:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1459:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1460:                        t = a[i];
                   1461:                        if ( m = t[k] ) {
                   1462:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1463:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1464:                                        if ( pivot[j] ) {
                   1465:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,t[j])
                   1466:                                        }
                   1467:                        }
                   1468:                }
                   1469:        }
                   1470:        return 1;
                   1471: }
                   1472:
1.3       noro     1473: /*
                   1474:  Input
                   1475:        a: a row x col matrix
                   1476:        md : a modulus
                   1477:
                   1478:  Output:
                   1479:        return : d = the rank of mat
                   1480:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1481:        rinfo: array of length row
                   1482:        cinfo: array of length col
                   1483:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1484:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1485: */
                   1486:
                   1487: int find_lhs_and_lu_mod(a,row,col,md,rinfo,cinfo)
                   1488: unsigned int **a;
                   1489: unsigned int md;
                   1490: int **rinfo,**cinfo;
                   1491: {
                   1492:        int i,j,k,l,d;
                   1493:        int *rp,*cp;
                   1494:        unsigned int *t,*pivot;
                   1495:        unsigned int inv,m;
                   1496:
                   1497:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1498:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1499:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1500:                rp[i] = i;
                   1501:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1502:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1503:                if ( i == row ) {
                   1504:                        cp[k] = 0;
                   1505:                        continue;
                   1506:                } else
                   1507:                        cp[k] = 1;
                   1508:                if ( i != d ) {
                   1509:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1510:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1511:                }
                   1512:                pivot = a[d];
                   1513:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1514:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1515:                        t = a[i];
                   1516:                        if ( m = t[k] ) {
                   1517:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1518:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1519:                                        if ( pivot[j] ) {
                   1520:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,t[j])
                   1521:                                        }
                   1522:                        }
                   1523:                }
                   1524:                d++;
                   1525:        }
                   1526:        return d;
                   1527: }
                   1528:
                   1529: /*
                   1530:   Input
                   1531:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1532:        md : modulus
                   1533:        b : n x l matrix
                   1534:  Output
                   1535:        b = a^(-1)b
                   1536:  */
                   1537:
                   1538: void solve_by_lu_mod(a,n,md,b,l)
                   1539: int **a;
                   1540: int n;
                   1541: int md;
                   1542: int **b;
                   1543: int l;
                   1544: {
                   1545:        unsigned int *y,*c;
                   1546:        int i,j,k;
                   1547:        unsigned int t,m,m2;
                   1548:
                   1549:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1550:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1551:        m2 = md>>1;
                   1552:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1553:                /* copy b[.][k] to c */
                   1554:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1555:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1556:                /* solve Ly=c */
                   1557:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1558:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1559:                                if ( a[i][j] ) {
                   1560:                                        m = md - a[i][j];
                   1561:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1562:                                }
                   1563:                        y[i] = t;
                   1564:                }
                   1565:                /* solve Uc=y */
                   1566:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1567:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1568:                                if ( a[i][j] ) {
                   1569:                                        m = md - a[i][j];
                   1570:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1571:                                }
                   1572:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1573:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1574:                }
                   1575:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1576:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1577:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1578:        }
                   1579: }
                   1580:
1.1       noro     1581: void Pleqm1(arg,rp)
                   1582: NODE arg;
                   1583: VECT *rp;
                   1584: {
                   1585:        MAT m;
                   1586:        VECT vect;
                   1587:        pointer **mat;
                   1588:        Q *v;
                   1589:        Q q;
                   1590:        int **wmat;
                   1591:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1592:
                   1593:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1594:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1595:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1596:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1597:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1598:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1599:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1600:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1601:                                t = rem(NM(q),md);
                   1602:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1603:                                        t = (md - t) % md;
                   1604:                                wmat[i][j] = t;
                   1605:                        } else
                   1606:                                wmat[i][j] = 0;
                   1607:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1608:        if ( status < 0 )
                   1609:                *rp = 0;
                   1610:        else if ( status > 0 )
                   1611:                *rp = (VECT)ONE;
                   1612:        else {
                   1613:                n = col - 1;
                   1614:                MKVECT(vect,n);
                   1615:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1616:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1617:                }
                   1618:                *rp = vect;
                   1619:        }
                   1620: }
                   1621:
                   1622: gauss_elim_mod1(mat,row,col,md)
                   1623: int **mat;
                   1624: int row,col,md;
                   1625: {
                   1626:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1627:        int *t,*pivot;
                   1628:
                   1629:        n = col - 1;
                   1630:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1631:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1632:                if ( i == row )
                   1633:                        return 1;
                   1634:                if ( i != j ) {
                   1635:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1636:                }
                   1637:                pivot = mat[j];
                   1638:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1639:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1640:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1641:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1642:                        t = mat[i];
                   1643:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1644:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1645:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1646:                }
                   1647:        }
                   1648:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1649:        if ( i == row ) {
                   1650:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1651:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1652:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1653:                                mat[i][j] = 0;
                   1654:                        }
                   1655:                }
                   1656:                return 0;
                   1657:        } else
                   1658:                return -1;
                   1659: }
                   1660:
                   1661: void Pgeninvm(arg,rp)
                   1662: NODE arg;
                   1663: LIST *rp;
                   1664: {
                   1665:        MAT m;
                   1666:        pointer **mat;
                   1667:        Q **tmat;
                   1668:        Q q;
                   1669:        unsigned int **wmat;
                   1670:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1671:        MAT mat1,mat2;
                   1672:        NODE node1,node2;
                   1673:
                   1674:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1675:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1676:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1677:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1678:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1679:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1680:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1681:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1682:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1683:                                t = rem(NM(q),md);
                   1684:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1685:                                        t = (md - t) % md;
                   1686:                                wmat[i][j] = t;
                   1687:                        }
                   1688:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1689:        }
                   1690:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1691:        if ( status > 0 )
                   1692:                *rp = 0;
                   1693:        else {
                   1694:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1695:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1696:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1697:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
                   1698:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1699:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1700:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
                   1701:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1702:        }
                   1703: }
                   1704:
                   1705: int gauss_elim_geninv_mod(mat,row,col,md)
                   1706: unsigned int **mat;
                   1707: int row,col,md;
                   1708: {
                   1709:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1710:        unsigned int *t,*pivot;
                   1711:
                   1712:        n = col; m = row+col;
                   1713:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1714:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1715:                if ( i == row )
                   1716:                        return 1;
                   1717:                if ( i != j ) {
                   1718:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1719:                }
                   1720:                pivot = mat[j];
                   1721:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1722:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1723:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1724:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1725:                        t = mat[i];
                   1726:                        if ( a = t[j] )
                   1727:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1728:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1729:                }
                   1730:        }
                   1731:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1732:                pivot = mat[j];
                   1733:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1734:                        t = mat[i];
                   1735:                        if ( a = t[j] )
                   1736:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1737:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1738:                }
                   1739:        }
                   1740:        return 0;
                   1741: }
                   1742:
                   1743: void Psolve_by_lu_gfmmat(arg,rp)
                   1744: NODE arg;
                   1745: VECT *rp;
                   1746: {
                   1747:        GFMMAT lu;
                   1748:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1749:        int n,i;
                   1750:        unsigned int md;
                   1751:        unsigned int *b,*sol;
                   1752:        VECT r;
                   1753:
                   1754:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1755:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1756:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1757:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1758:        n = lu->col;
                   1759:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1760:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1761:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1762:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1763:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1764:        MKVECT(r,n);
                   1765:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
                   1766:                        STOQ(sol[i],v[i]);
                   1767:        *rp = r;
                   1768: }
                   1769:
                   1770: void solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,x)
                   1771: GFMMAT lu;
                   1772: unsigned int md;
                   1773: unsigned int *b;
                   1774: unsigned int *x;
                   1775: {
                   1776:        int n;
                   1777:        unsigned int **a;
                   1778:        unsigned int *y;
                   1779:        int i,j;
                   1780:        unsigned int t,m;
                   1781:
                   1782:        n = lu->col;
                   1783:        a = lu->body;
                   1784:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1785:        /* solve Ly=b */
                   1786:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1787:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1788:                        if ( a[i][j] ) {
                   1789:                                m = md - a[i][j];
                   1790:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1791:                        }
                   1792:                y[i] = t;
                   1793:        }
                   1794:        /* solve Ux=y */
                   1795:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1796:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1797:                        if ( a[i][j] ) {
                   1798:                                m = md - a[i][j];
                   1799:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   1800:                        }
                   1801:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1802:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   1803:        }
                   1804: }
                   1805:
                   1806: void Plu_gfmmat(arg,rp)
                   1807: NODE arg;
                   1808: LIST *rp;
                   1809: {
                   1810:        MAT m;
                   1811:        GFMMAT mm;
                   1812:        unsigned int md;
                   1813:        int i,row,col,status;
                   1814:        int *iperm;
                   1815:        Q *v;
                   1816:        VECT perm;
                   1817:        NODE n0;
                   1818:
                   1819:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1820:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1821:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1822:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   1823:        row = m->row;
                   1824:        col = m->col;
                   1825:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1826:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   1827:        if ( !status )
                   1828:                n0 = 0;
                   1829:        else {
                   1830:                MKVECT(perm,row);
                   1831:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   1832:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   1833:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   1834:        }
                   1835:        MKLIST(*rp,n0);
                   1836: }
                   1837:
                   1838: void Pmat_to_gfmmat(arg,rp)
                   1839: NODE arg;
                   1840: GFMMAT *rp;
                   1841: {
                   1842:        MAT m;
                   1843:        unsigned int md;
                   1844:
                   1845:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1846:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1847:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1848:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   1849: }
                   1850:
                   1851: void mat_to_gfmmat(m,md,rp)
                   1852: MAT m;
                   1853: unsigned int md;
                   1854: GFMMAT *rp;
                   1855: {
                   1856:        unsigned int **wmat;
                   1857:        unsigned int t;
                   1858:        Q **mat;
                   1859:        Q q;
                   1860:        int i,j,row,col;
                   1861:
                   1862:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   1863:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   1864:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1865:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   1866:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1867:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   1868:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1869:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1870:                                        t = (md - t) % md;
                   1871:                                wmat[i][j] = t;
                   1872:                        }
                   1873:        }
                   1874:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   1875: }
                   1876:
                   1877: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   1878: NODE arg;
                   1879: LIST *rp;
                   1880: {
                   1881:        MAT m;
                   1882:        pointer **mat;
                   1883:        Q **tmat;
                   1884:        Q *tvect;
                   1885:        Q q;
                   1886:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   1887:        int *index;
                   1888:        unsigned int t,md;
                   1889:        int i,j,row,col,status;
                   1890:        MAT mat1;
                   1891:        VECT vect1;
                   1892:        NODE node1,node2;
                   1893:
                   1894:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   1895:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   1896:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1897:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1898:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1899:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1900:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1901:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1902:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1903:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1904:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1905:                                        t = (md - t) % md;
                   1906:                                wmat[i][j] = t;
                   1907:                        }
                   1908:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1909:        }
                   1910:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   1911:        if ( status > 0 )
                   1912:                *rp = 0;
                   1913:        else {
                   1914:                MKMAT(mat1,col,col);
                   1915:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1916:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1917:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   1918:                MKVECT(vect1,row);
                   1919:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   1920:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   1921:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1922:        }
                   1923: }
                   1924:
                   1925: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   1926: unsigned int **mat;
                   1927: int row,col;
                   1928: unsigned int md;
                   1929: unsigned int ***invmatp;
                   1930: int **indexp;
                   1931: {
                   1932:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1933:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   1934:        int *index;
                   1935:        unsigned int **invmat;
                   1936:
                   1937:        n = col; m = row+col;
                   1938:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1939:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1940:                index[i] = i;
                   1941:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1942:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1943:                if ( i == row ) {
                   1944:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   1945:                }
                   1946:                if ( i != j ) {
                   1947:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1948:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   1949:                }
                   1950:                pivot = mat[j];
                   1951:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   1952:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1953:                        if ( pivot[k] )
                   1954:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1955:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1956:                        t = mat[i];
                   1957:                        if ( a = t[j] )
                   1958:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1959:                                        if ( pivot[k] )
                   1960:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1961:                }
                   1962:        }
                   1963:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1964:                pivot = mat[j];
                   1965:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1966:                        t = mat[i];
                   1967:                        if ( a = t[j] )
                   1968:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1969:                                        if ( pivot[k] )
                   1970:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1971:                }
                   1972:        }
                   1973:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
                   1974:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   1975:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   1976:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   1977:        return 0;
                   1978: }
                   1979:
                   1980: void _addn(N,N,N);
                   1981: int _subn(N,N,N);
                   1982: void _muln(N,N,N);
                   1983:
                   1984: void inner_product_int(a,b,n,r)
                   1985: Q *a,*b;
                   1986: int n;
                   1987: Q *r;
                   1988: {
                   1989:        int la,lb,i;
                   1990:        int sgn,sgn1;
                   1991:        N wm,wma,sum,t;
                   1992:
                   1993:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   1994:                if ( a[i] )
                   1995:                        if ( DN(a[i]) )
                   1996:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   1997:                        else
                   1998:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   1999:                if ( b[i] )
                   2000:                        if ( DN(b[i]) )
                   2001:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2002:                        else
                   2003:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2004:        }
                   2005:        sgn = 0;
                   2006:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2007:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2008:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2009:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2010:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2011:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2012:                        continue;
                   2013:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2014:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2015:                if ( !sgn ) {
                   2016:                        sgn = sgn1;
                   2017:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2018:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2019:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2020:                        if ( !PL(wma) )
                   2021:                                sgn = 0;
                   2022:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2023:                } else {
                   2024:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2025:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2026:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2027:                }
                   2028:        }
                   2029:        GC_free(wm);
                   2030:        GC_free(wma);
                   2031:        if ( !sgn ) {
                   2032:                GC_free(sum);
                   2033:                *r = 0;
                   2034:        } else
                   2035:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2036: }
                   2037:
1.3       noro     2038: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2039:
                   2040: void inner_product_mat_int_mod(a,b,n,k,l,r)
                   2041: Q **a;
                   2042: int **b;
                   2043: int n,k,l;
                   2044: Q *r;
                   2045: {
                   2046:        int la,lb,i;
                   2047:        int sgn,sgn1;
                   2048:        N wm,wma,sum,t;
                   2049:        Q aki;
                   2050:        int bil,bilsgn;
                   2051:        struct oN tn;
                   2052:
                   2053:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2054:                if ( aki = a[k][i] )
                   2055:                        if ( DN(aki) )
                   2056:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2057:                        else
                   2058:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2059:        }
                   2060:        lb = 1;
                   2061:        sgn = 0;
                   2062:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2063:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2064:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2065:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2066:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2067:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2068:                        continue;
                   2069:                tn.p = 1;
                   2070:                if ( bil > 0 ) {
                   2071:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2072:                } else {
                   2073:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2074:                }
                   2075:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2076:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2077:                if ( !sgn ) {
                   2078:                        sgn = sgn1;
                   2079:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2080:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2081:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2082:                        if ( !PL(wma) )
                   2083:                                sgn = 0;
                   2084:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2085:                } else {
                   2086:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2087:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2088:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2089:                }
                   2090:        }
                   2091:        GC_free(wm);
                   2092:        GC_free(wma);
                   2093:        if ( !sgn ) {
                   2094:                GC_free(sum);
                   2095:                *r = 0;
                   2096:        } else
                   2097:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2098: }
                   2099:
1.1       noro     2100: void Pmul_mat_vect_int(arg,rp)
                   2101: NODE arg;
                   2102: VECT *rp;
                   2103: {
                   2104:        MAT mat;
                   2105:        VECT vect,r;
                   2106:        int row,col,i;
                   2107:
                   2108:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2109:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2110:        row = mat->row;
                   2111:        col = mat->col;
                   2112:        MKVECT(r,row);
                   2113:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2114:                inner_product_int(mat->body[i],vect->body,col,&r->body[i]);
                   2115:        *rp = r;
                   2116: }
                   2117:
                   2118: void Pnbpoly_up2(arg,rp)
                   2119: NODE arg;
                   2120: GF2N *rp;
                   2121: {
                   2122:        int m,type,ret;
                   2123:        UP2 r;
                   2124:
                   2125:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2126:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2127:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2128:        if ( ret == 0 )
                   2129:                MKGF2N(r,*rp);
                   2130:        else
                   2131:                *rp = 0;
                   2132: }
                   2133:
                   2134: void Px962_irredpoly_up2(arg,rp)
                   2135: NODE arg;
                   2136: GF2N *rp;
                   2137: {
                   2138:        int m,type,ret,w;
                   2139:        GF2N prev;
                   2140:        UP2 r;
                   2141:
                   2142:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2143:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2144:        if ( !prev ) {
                   2145:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2146:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2147:        } else {
                   2148:                r = prev->body;
                   2149:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2150:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2151:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2152:                }
                   2153:        }
                   2154:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2155:        if ( ret == 0 )
                   2156:                MKGF2N(r,*rp);
                   2157:        else
                   2158:                *rp = 0;
                   2159: }
                   2160:
                   2161: void Pirredpoly_up2(arg,rp)
                   2162: NODE arg;
                   2163: GF2N *rp;
                   2164: {
                   2165:        int m,type,ret,w;
                   2166:        GF2N prev;
                   2167:        UP2 r;
                   2168:
                   2169:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2170:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2171:        if ( !prev ) {
                   2172:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2173:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2174:        } else {
                   2175:                r = prev->body;
                   2176:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2177:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2178:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2179:                }
                   2180:        }
                   2181:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2182:        if ( ret == 0 )
                   2183:                MKGF2N(r,*rp);
                   2184:        else
                   2185:                *rp = 0;
                   2186: }
                   2187:
                   2188: /*
                   2189:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2190:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2191:  *
                   2192:  * return value : 0  --- exists
                   2193:  *                1  --- does not exist
                   2194:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2195:  */
                   2196:
                   2197: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2198: {
                   2199:        int i,r;
                   2200:        int w;
                   2201:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2202:
                   2203:        w = (m>>5)+1;
                   2204:        switch ( type ) {
                   2205:                case 1:
                   2206:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2207:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2208:                        /* set all the bits */
                   2209:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2210:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2211:                        /* mask the top word if necessary */
                   2212:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2213:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2214:                        return 0;
                   2215:                        break;
                   2216:                case 2:
                   2217:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2218:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2219:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2220:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2221:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2222:
                   2223:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2224:
                   2225:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2226:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2227:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2228:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2229:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2230:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2231:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2232:                                /* cyclic change of the variables */
                   2233:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2234:                        }
                   2235:                        _copyup2(f1,f);
                   2236:                        return 0;
                   2237:                        break;
                   2238:                default:
                   2239:                        return -1;
                   2240:                        break;
                   2241:                }
                   2242: }
                   2243:
                   2244: /*
                   2245:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2246:  * return value : 0  --- exists
                   2247:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2248:  */
                   2249:
                   2250: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2251: {
                   2252:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2253:        int w;
                   2254:        unsigned int *fd;
                   2255:
                   2256:        /*
                   2257:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2258:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2259:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2260:         */
                   2261:
                   2262:        fd = f->b;
                   2263:        w = (d>>5)+1;
                   2264:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2265:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2266:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2267:                switch ( nz ) {
                   2268:                        case 3:
                   2269:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2270:                                /* reset i0-th bit */
                   2271:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2272:                                j0 = k0 = 0;
                   2273:                                break;
                   2274:                        case 5:
                   2275:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2276:                                /* reset i0-th bit */
                   2277:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2278:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2279:                                /* reset j0-th bit */
                   2280:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2281:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2282:                                /* reset k0-th bit */
                   2283:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2284:                                break;
                   2285:                        default:
                   2286:                                f->w = 0; break;
                   2287:                }
                   2288:        } else
                   2289:                f->w = 0;
                   2290:
                   2291:        if ( !f->w ) {
                   2292:                fd = f->b;
                   2293:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2294:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2295:        }
                   2296:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2297:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2298:
                   2299:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2300:
                   2301:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2302:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2303:                if ( i < i0 ) continue;
                   2304:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2305:                /* set i-th bit */
                   2306:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2307:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2308:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2309:                /* reset i-th bit */
                   2310:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2311:        }
                   2312:
                   2313:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2314: PENTA:
                   2315:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2316:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2317:                if ( i < i0 ) continue;
                   2318:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2319:                /* set i-th bit */
                   2320:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2321:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2322:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2323:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2324:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2325:                        /* set j-th bit */
                   2326:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2327:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2328:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2329:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2330:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2331:                                /* set k-th bit */
                   2332:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2333:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2334:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2335:                                /* reset k-th bit */
                   2336:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2337:                        }
                   2338:                        /* reset j-th bit */
                   2339:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2340:                }
                   2341:                /* reset i-th bit */
                   2342:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2343:        }
                   2344:        /* exhausted */
                   2345:        return 1;
                   2346: }
                   2347:
                   2348: /*
                   2349:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2350:  *
                   2351:  * searching strategy:
                   2352:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2353:  *         i is as small as possible.
                   2354:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2355:  *         i is as small as possible.
                   2356:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2357:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2358:  *
                   2359:  * return value : 0  --- exists
                   2360:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2361:  */
                   2362:
                   2363: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2364: {
                   2365:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2366:        int w;
                   2367:        unsigned int *fd;
                   2368:
                   2369:        /*
                   2370:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2371:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2372:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2373:         */
                   2374:
                   2375:        fd = f->b;
                   2376:        w = (d>>5)+1;
                   2377:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2378:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2379:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2380:                switch ( nz ) {
                   2381:                        case 3:
                   2382:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2383:                                /* reset i0-th bit */
                   2384:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2385:                                j0 = k0 = 0;
                   2386:                                break;
                   2387:                        case 5:
                   2388:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2389:                                /* reset i0-th bit */
                   2390:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2391:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2392:                                /* reset j0-th bit */
                   2393:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2394:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2395:                                /* reset k0-th bit */
                   2396:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2397:                                break;
                   2398:                        default:
                   2399:                                f->w = 0; break;
                   2400:                }
                   2401:        } else
                   2402:                f->w = 0;
                   2403:
                   2404:        if ( !f->w ) {
                   2405:                fd = f->b;
                   2406:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2407:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2408:        }
                   2409:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2410:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2411:
                   2412:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2413:
                   2414:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2415:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2416:                if ( i < i0 ) continue;
                   2417:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2418:                /* set i-th bit */
                   2419:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2420:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2421:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2422:                /* reset i-th bit */
                   2423:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2424:        }
                   2425:
                   2426:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2427: PENTA:
                   2428:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2429:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2430:                if ( i < i0 ) continue;
                   2431:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2432:                /* set i-th bit */
                   2433:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2434:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2435:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2436:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2437:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2438:                        /* set j-th bit */
                   2439:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2440:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2441:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2442:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2443:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2444:                                /* set k-th bit */
                   2445:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2446:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2447:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2448:                                /* reset k-th bit */
                   2449:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2450:                        }
                   2451:                        /* reset j-th bit */
                   2452:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2453:                }
                   2454:                /* reset i-th bit */
                   2455:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2456:        }
                   2457:        /* exhausted */
                   2458:        return 1;
1.3       noro     2459: }
                   2460:
                   2461: printqmat(mat,row,col)
                   2462: Q **mat;
                   2463: int row,col;
                   2464: {
                   2465:        int i,j;
                   2466:
                   2467:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2468:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2469:                        printnum(mat[i][j]); printf(" ");
                   2470:                }
                   2471:                printf("\n");
                   2472:        }
                   2473: }
                   2474:
                   2475: printimat(mat,row,col)
                   2476: int **mat;
                   2477: int row,col;
                   2478: {
                   2479:        int i,j;
                   2480:
                   2481:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2482:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2483:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2484:                }
                   2485:                printf("\n");
                   2486:        }
1.1       noro     2487: }

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