[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 1.62

1.6       noro        1: /*
                      2:  * Copyright (c) 1994-2000 FUJITSU LABORATORIES LIMITED
                      3:  * All rights reserved.
                      4:  *
                      5:  * FUJITSU LABORATORIES LIMITED ("FLL") hereby grants you a limited,
                      6:  * non-exclusive and royalty-free license to use, copy, modify and
                      7:  * redistribute, solely for non-commercial and non-profit purposes, the
                      8:  * computer program, "Risa/Asir" ("SOFTWARE"), subject to the terms and
                      9:  * conditions of this Agreement. For the avoidance of doubt, you acquire
                     10:  * only a limited right to use the SOFTWARE hereunder, and FLL or any
                     11:  * third party developer retains all rights, including but not limited to
                     12:  * copyrights, in and to the SOFTWARE.
                     13:  *
                     14:  * (1) FLL does not grant you a license in any way for commercial
                     15:  * purposes. You may use the SOFTWARE only for non-commercial and
                     16:  * non-profit purposes only, such as academic, research and internal
                     17:  * business use.
                     18:  * (2) The SOFTWARE is protected by the Copyright Law of Japan and
                     19:  * international copyright treaties. If you make copies of the SOFTWARE,
                     20:  * with or without modification, as permitted hereunder, you shall affix
                     21:  * to all such copies of the SOFTWARE the above copyright notice.
                     22:  * (3) An explicit reference to this SOFTWARE and its copyright owner
                     23:  * shall be made on your publication or presentation in any form of the
                     24:  * results obtained by use of the SOFTWARE.
                     25:  * (4) In the event that you modify the SOFTWARE, you shall notify FLL by
1.7       noro       26:  * e-mail at risa-admin@sec.flab.fujitsu.co.jp of the detailed specification
1.6       noro       27:  * for such modification or the source code of the modified part of the
                     28:  * SOFTWARE.
                     29:  *
                     30:  * THE SOFTWARE IS PROVIDED AS IS WITHOUT ANY WARRANTY OF ANY KIND. FLL
                     31:  * MAKES ABSOLUTELY NO WARRANTIES, EXPRESSED, IMPLIED OR STATUTORY, AND
                     32:  * EXPRESSLY DISCLAIMS ANY IMPLIED WARRANTY OF MERCHANTABILITY, FITNESS
                     33:  * FOR A PARTICULAR PURPOSE OR NONINFRINGEMENT OF THIRD PARTIES'
                     34:  * RIGHTS. NO FLL DEALER, AGENT, EMPLOYEES IS AUTHORIZED TO MAKE ANY
                     35:  * MODIFICATIONS, EXTENSIONS, OR ADDITIONS TO THIS WARRANTY.
                     36:  * UNDER NO CIRCUMSTANCES AND UNDER NO LEGAL THEORY, TORT, CONTRACT,
                     37:  * OR OTHERWISE, SHALL FLL BE LIABLE TO YOU OR ANY OTHER PERSON FOR ANY
                     38:  * DIRECT, INDIRECT, SPECIAL, INCIDENTAL, PUNITIVE OR CONSEQUENTIAL
                     39:  * DAMAGES OF ANY CHARACTER, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, DAMAGES
                     40:  * ARISING OUT OF OR RELATING TO THE SOFTWARE OR THIS AGREEMENT, DAMAGES
                     41:  * FOR LOSS OF GOODWILL, WORK STOPPAGE, OR LOSS OF DATA, OR FOR ANY
                     42:  * DAMAGES, EVEN IF FLL SHALL HAVE BEEN INFORMED OF THE POSSIBILITY OF
                     43:  * SUCH DAMAGES, OR FOR ANY CLAIM BY ANY OTHER PARTY. EVEN IF A PART
                     44:  * OF THE SOFTWARE HAS BEEN DEVELOPED BY A THIRD PARTY, THE THIRD PARTY
                     45:  * DEVELOPER SHALL HAVE NO LIABILITY IN CONNECTION WITH THE USE,
                     46:  * PERFORMANCE OR NON-PERFORMANCE OF THE SOFTWARE.
                     47:  *
1.62    ! ohara      48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.61 2012/12/17 07:20:44 noro Exp $
1.6       noro       49: */
1.1       noro       50: #include "ca.h"
                     51: #include "base.h"
                     52: #include "parse.h"
                     53: #include "inline.h"
1.4       noro       54:
1.51      noro       55: #include <sys/types.h>
                     56: #include <sys/stat.h>
1.58      ohara      57: #if !defined(_MSC_VER)
1.51      noro       58: #include <unistd.h>
1.58      ohara      59: #endif
1.51      noro       60:
1.38      noro       61: #define F4_INTRAT_PERIOD 8
                     62:
1.4       noro       63: #if 0
1.1       noro       64: #undef DMAR
                     65: #define DMAR(a1,a2,a3,d,r) (r)=dmar(a1,a2,a3,d);
1.4       noro       66: #endif
1.1       noro       67:
1.11      noro       68: extern int DP_Print; /* XXX */
1.1       noro       69:
1.24      noro       70:
1.1       noro       71: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
1.23      noro       72: void Pinvmat();
1.49      noro       73: void Pnewbytearray(),Pmemoryplot_to_coord();
1.1       noro       74:
1.25      noro       75: void Pgeneric_gauss_elim();
1.1       noro       76: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     77:
                     78: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
1.33      noro       79: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol(), Pltov();
1.27      noro       80: void Pgeninv_sf_swap();
1.1       noro       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();
1.14      noro       92: void Pexponent_vector();
1.26      noro       93: void Pmat_swap_row_destructive();
                     94: void Pmat_swap_col_destructive();
1.28      saito      95: void Pvect();
                     96: void Pmat();
1.29      saito      97: void Pmatc();
1.36      noro       98: void Pnd_det();
1.53      noro       99: void Plu_mat();
1.59      ohara     100: void Pmat_col();
1.1       noro      101:
                    102: struct ftab array_tab[] = {
1.53      noro      103:        {"lu_mat",Plu_mat,1},
1.1       noro      104:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                    105:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                    106:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
1.25      noro      107:        {"generic_gauss_elim",Pgeneric_gauss_elim,1},
1.1       noro      108:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                    109:        {"newvect",Pnewvect,-2},
1.28      saito     110:        {"vect",Pvect,-99999999},
1.14      noro      111:        {"vector",Pnewvect,-2},
                    112:        {"exponent_vector",Pexponent_vector,-99999999},
1.1       noro      113:        {"newmat",Pnewmat,-3},
1.14      noro      114:        {"matrix",Pnewmat,-3},
1.28      saito     115:        {"mat",Pmat,-99999999},
1.29      saito     116:        {"matr",Pmat,-99999999},
                    117:        {"matc",Pmatc,-99999999},
1.9       noro      118:        {"newbytearray",Pnewbytearray,-2},
1.49      noro      119:        {"memoryplot_to_coord",Pmemoryplot_to_coord,1},
1.1       noro      120:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    121:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    122:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    123:        {"vtol",Pvtol,1},
1.33      noro      124:        {"ltov",Pltov,1},
1.1       noro      125:        {"size",Psize,1},
                    126:        {"det",Pdet,-2},
1.37      noro      127:        {"nd_det",Pnd_det,-2},
1.23      noro      128:        {"invmat",Pinvmat,-2},
1.1       noro      129:        {"leqm",Pleqm,2},
                    130:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    131:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    132:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
1.27      noro      133:        {"geninv_sf_swap",Pgeninv_sf_swap,1},
1.1       noro      134:        {"remainder",Premainder,2},
                    135:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    136:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    137:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    138:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    139:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    140:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    141:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    142:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    143:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
1.26      noro      144:        {"mat_swap_row_destructive",Pmat_swap_row_destructive,3},
                    145:        {"mat_swap_col_destructive",Pmat_swap_col_destructive,3},
1.59      ohara     146:        {"mat_col",Pmat_col,2},
1.1       noro      147:        {0,0,0},
                    148: };
                    149:
1.24      noro      150: int comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      151: {
                    152:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    153: }
                    154:
                    155: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    156: static NODE generic_comp_obj_arg;
1.60      ohara     157: static NODE generic_comp_obj_option;
1.1       noro      158:
1.24      noro      159: int generic_comp_obj(Obj *a,Obj *b)
1.1       noro      160: {
                    161:        Q r;
                    162:
                    163:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    164:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
1.60      ohara     165:        r = (Q)bevalf_with_opts(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg,generic_comp_obj_option);
1.1       noro      166:        if ( !r )
                    167:                return 0;
                    168:        else
                    169:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    170: }
                    171:
                    172:
1.46      saito     173: void Pqsort(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      174: {
                    175:        VECT vect;
1.35      ohara     176:        NODE n,n1;
1.1       noro      177:        P p;
                    178:        V v;
1.34      noro      179:        FUNC func;
1.35      ohara     180:        int len,i;
                    181:        pointer *a;
                    182:        Obj t;
                    183:
                    184:        t = ARG0(arg);
                    185:     if (OID(t) == O_LIST) {
                    186:         n = (NODE)BDY((LIST)t);
                    187:         len = length(n);
                    188:         MKVECT(vect,len);
                    189:         for ( i = 0; i < len; i++, n = NEXT(n) ) {
                    190:             BDY(vect)[i] = BDY(n);
                    191:         }
                    192:
                    193:     }else if (OID(t) != O_VECT) {
                    194:         error("qsort : invalid argument");
                    195:     }else {
                    196:         vect = (VECT)t;
                    197:     }
1.1       noro      198:        if ( argc(arg) == 1 )
                    199:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    200:        else {
                    201:                p = (P)ARG1(arg);
                    202:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    203:                        error("qsort : invalid argument");
                    204:                v = VR(p);
1.34      noro      205:                gen_searchf(NAME(v),&func);
                    206:                if ( !func ) {
                    207:                        if ( (int)v->attr != V_SR )
                    208:                                error("qsort : no such function");
                    209:                        func = (FUNC)v->priv;
                    210:                }
                    211:                generic_comp_obj_func = func;
1.60      ohara     212:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    213:                generic_comp_obj_option = current_option;
1.1       noro      214:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    215:        }
1.35      ohara     216:     if (OID(t) == O_LIST) {
                    217:         a = BDY(vect);
                    218:         for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    219:             MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    220:         }
1.46      saito     221:         MKLIST(*rp,n);
1.35      ohara     222:     }else {
1.46      saito     223:         *rp = (LIST)vect;
1.35      ohara     224:     }
1.1       noro      225: }
                    226:
1.24      noro      227: void PNBmul_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      228: {
                    229:        GF2N a,b;
                    230:        GF2MAT mat;
                    231:        int n,w;
                    232:        unsigned int *ab,*bb;
                    233:        UP2 r;
                    234:
                    235:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    236:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    237:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    238:        if ( !a || !b )
                    239:                *rp = 0;
                    240:        else {
                    241:                n = mat->row;
                    242:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    243:
                    244:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    245:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    246:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    247:
                    248:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    249:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    250:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    251:
                    252:                NEWUP2(r,w);
                    253:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    254:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    255:                r->w = w;
                    256:                _adjup2(r);
                    257:                if ( !r->w )
                    258:                        *rp = 0;
                    259:                else
                    260:                        MKGF2N(r,*rp);
                    261:        }
                    262: }
                    263:
1.24      noro      264: void Pmul_vect_mat_gf2n(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro      265: {
                    266:        GF2N a;
                    267:        GF2MAT mat;
                    268:        int n,w;
                    269:        unsigned int *b;
                    270:        UP2 r;
                    271:
                    272:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    273:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    274:        if ( !a )
                    275:                *rp = 0;
                    276:        else {
                    277:                n = mat->row;
                    278:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    279:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    280:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    281:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    282:                NEWUP2(r,w);
                    283:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    284:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    285:                r->w = w;
                    286:                _adjup2(r);
                    287:                if ( !r->w )
                    288:                        *rp = 0;
                    289:                else {
                    290:                        MKGF2N(r,*rp);
                    291:                }
                    292:        }
                    293: }
                    294:
1.24      noro      295: void Pbconvmat_gf2n(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      296: {
                    297:        P p0,p1;
                    298:        int to;
                    299:        GF2MAT p01,p10;
                    300:        GF2N root;
                    301:        NODE n0,n1;
                    302:
                    303:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    304:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    305:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    306:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    307:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    308:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    309:        } else
                    310:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    311:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    312:        MKLIST(*rp,n0);
                    313: }
                    314:
1.24      noro      315: void Pmulmat_gf2n(NODE arg,GF2MAT *rp)
1.1       noro      316: {
                    317:        GF2MAT m;
                    318:
                    319:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    320:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    321:        *rp = m;
                    322: }
                    323:
1.24      noro      324: void Psepmat_destructive(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      325: {
                    326:        MAT mat,mat1;
                    327:        int i,j,row,col;
                    328:        Q **a,**a1;
                    329:        Q ent;
                    330:        N nm,mod,rem,quo;
                    331:        int sgn;
                    332:        NODE n0,n1;
                    333:
                    334:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    335:        row = mat->row; col = mat->col;
                    336:        MKMAT(mat1,row,col);
                    337:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    338:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    339:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    340:                        ent = a[i][j];
                    341:                        if ( !ent )
                    342:                                continue;
                    343:                        nm = NM(ent);
                    344:                        sgn = SGN(ent);
                    345:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    346: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
1.61      noro      347: /*                             GCFREE(nm); */
                    348: /*                     GCFREE(ent); */
1.1       noro      349:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    350:                }
                    351:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    352:        MKLIST(*rp,n0);
                    353: }
                    354:
1.24      noro      355: void Psepvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      356: {
                    357:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    358: }
                    359:
1.24      noro      360: void sepvect(VECT v,int d,VECT *rp)
1.1       noro      361: {
                    362:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    363:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    364:        VECT w,u;
                    365:
                    366:        n = v->len;
                    367:        if ( d > n )
                    368:                d = n;
                    369:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    370:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    371:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    372:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    373:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    374:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    375:                        pu[j] = pv[k];
                    376:        }
                    377:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    378:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    379:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    380:                        pu[j] = pv[k];
                    381:        }
                    382: }
                    383:
1.24      noro      384: void Pnewvect(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro      385: {
                    386:        int len,i,r;
                    387:        VECT vect;
                    388:        pointer *vb;
                    389:        LIST list;
                    390:        NODE tn;
                    391:
                    392:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    393:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      394:        if ( len < 0 )
1.1       noro      395:                error("newvect : invalid size");
                    396:        MKVECT(vect,len);
                    397:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    398:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    399:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
1.56      ohara     400: #if 0
1.1       noro      401:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    402:                if ( r > len ) {
                    403:                        *rp = vect;
                    404:                        return;
                    405:                }
1.56      ohara     406: #endif
1.1       noro      407:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    408:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    409:        }
                    410:        *rp = vect;
1.14      noro      411: }
                    412:
1.28      saito     413: void Pvect(NODE arg,VECT *rp) {
1.62    ! ohara     414:        int len,i;
1.28      saito     415:        VECT vect;
                    416:        pointer *vb;
                    417:        NODE tn;
                    418:
                    419:        if ( !arg ) {
                    420:                *rp =0;
                    421:                return;
                    422:        }
                    423:
                    424:        for (len = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), len++);
1.29      saito     425:        if ( len == 1 ) {
                    426:                if ( ARG0(arg) != 0 ) {
                    427:                        switch ( OID(ARG0(arg)) ) {
                    428:                                case O_VECT:
                    429:                                        *rp = ARG0(arg);
                    430:                                        return;
                    431:                                case O_LIST:
                    432:                                        for ( len = 0, tn = ARG0(arg); tn; tn = NEXT(tn), len++ );
                    433:                                        MKVECT(vect,len-1);
                    434:                                        for ( i = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)), vb =BDY(vect);
                    435:                                                        tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    436:                                                vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    437:                                        *rp=vect;
                    438:                                        return;
                    439:                        }
                    440:                }
                    441:        }
1.28      saito     442:        MKVECT(vect,len);
                    443:        for ( i = 0, tn = arg, vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    444:                vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    445:        *rp = vect;
                    446: }
                    447:
1.24      noro      448: void Pexponent_vector(NODE arg,DP *rp)
1.14      noro      449: {
                    450:        nodetod(arg,rp);
1.9       noro      451: }
                    452:
1.24      noro      453: void Pnewbytearray(NODE arg,BYTEARRAY *rp)
1.9       noro      454: {
                    455:        int len,i,r;
                    456:        BYTEARRAY array;
                    457:        unsigned char *vb;
1.10      noro      458:        char *str;
1.9       noro      459:        LIST list;
                    460:        NODE tn;
1.51      noro      461:        int ac;
                    462:        struct stat sbuf;
                    463:        char *fname;
                    464:        FILE *fp;
                    465:
                    466:        ac = argc(arg);
                    467:        if ( ac == 1 ) {
1.57      noro      468:                if ( !OID((Obj)ARG0(arg)) ) error("newbytearray : invalid argument");
                    469:                switch ( OID((Obj)ARG0(arg)) ) {
                    470:                        case O_STR:
                    471:                                fname = BDY((STRING)ARG0(arg));
                    472:                                fp = fopen(fname,"rb");
                    473:                                if ( !fp ) error("newbytearray : fopen failed");
                    474:                                if ( stat(fname,&sbuf) < 0 )
                    475:                                        error("newbytearray : stat failed");
                    476:                                len = sbuf.st_size;
                    477:                                MKBYTEARRAY(array,len);
                    478:                                fread(BDY(array),len,sizeof(char),fp);
                    479:                                break;
                    480:                        case O_N:
                    481:                                if ( !RATN(ARG0(arg)) )
                    482:                                        error("newbytearray : invalid argument");
                    483:                                len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    484:                                if ( len < 0 )
                    485:                                        error("newbytearray : invalid size");
                    486:                                MKBYTEARRAY(array,len);
                    487:                                break;
                    488:                        default:
                    489:                                error("newbytearray : invalid argument");
                    490:                }
1.51      noro      491:        } else if ( ac == 2 ) {
                    492:                asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newbytearray");
                    493:                len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    494:                if ( len < 0 )
                    495:                        error("newbytearray : invalid size");
                    496:                MKBYTEARRAY(array,len);
1.10      noro      497:                if ( !ARG1(arg) )
                    498:                        error("newbytearray : invalid initialization");
                    499:                switch ( OID((Obj)ARG1(arg)) ) {
                    500:                        case O_LIST:
                    501:                                list = (LIST)ARG1(arg);
                    502:                                asir_assert(list,O_LIST,"newbytearray");
                    503:                                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    504:                                if ( r <= len ) {
                    505:                                        for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(array); tn;
                    506:                                                i++, tn = NEXT(tn) )
                    507:                                                vb[i] = (unsigned char)QTOS((Q)BDY(tn));
                    508:                                }
                    509:                                break;
                    510:                        case O_STR:
                    511:                                str = BDY((STRING)ARG1(arg));
                    512:                                r = strlen(str);
                    513:                                if ( r <= len )
                    514:                                        bcopy(str,BDY(array),r);
                    515:                                break;
                    516:                        default:
                    517:                                if ( !ARG1(arg) )
                    518:                                        error("newbytearray : invalid initialization");
1.9       noro      519:                }
1.51      noro      520:        } else
                    521:                error("newbytearray : invalid argument");
1.9       noro      522:        *rp = array;
1.49      noro      523: }
                    524:
                    525: #define MEMORY_GETPOINT(a,len,x,y) (((a)[(len)*(y)+((x)>>3)])&(1<<((x)&7)))
                    526:
                    527: void Pmemoryplot_to_coord(NODE arg,LIST *rp)
                    528: {
                    529:        int len,blen,y,i,j;
1.51      noro      530:        unsigned char *a;
1.49      noro      531:        NODE r0,r,n;
                    532:        LIST l;
                    533:        BYTEARRAY ba;
                    534:        Q iq,jq;
                    535:
                    536:        asir_assert(ARG0(arg),O_LIST,"memoryplot_to_coord");
                    537:        arg = BDY((LIST)ARG0(arg));
                    538:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
                    539:        blen = (len+7)/8;
                    540:        y = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    541:        ba = (BYTEARRAY)ARG2(arg); a = ba->body;
                    542:        r0 = 0;
                    543:        for ( j = 0; j < y; j++ )
                    544:                for ( i = 0; i < len; i++ )
                    545:                        if ( MEMORY_GETPOINT(a,blen,i,j) ) {
                    546:                                NEXTNODE(r0,r);
                    547:                                STOQ(i,iq); STOQ(j,jq);
                    548:                                n = mknode(2,iq,jq);
                    549:                                MKLIST(l,n);
                    550:                                BDY(r) = l;
                    551:                        }
                    552:        if ( r0 ) NEXT(r) = 0;
                    553:        MKLIST(*rp,r0);
1.1       noro      554: }
                    555:
1.24      noro      556: void Pnewmat(NODE arg,MAT *rp)
1.1       noro      557: {
                    558:        int row,col;
                    559:        int i,j,r,c;
                    560:        NODE tn,sn;
                    561:        MAT m;
                    562:        pointer **mb;
                    563:        LIST list;
                    564:
                    565:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    566:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    567:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      568:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      569:                error("newmat : invalid size");
                    570:        MKMAT(m,row,col);
                    571:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    572:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    573:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    574:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    575:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    576:                        c = MAX(c,j);
                    577:                }
                    578:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    579:                        *rp = m;
                    580:                        return;
                    581:                }
                    582:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    583:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    584:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    585:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    586:                }
                    587:        }
1.28      saito     588:        *rp = m;
                    589: }
                    590:
                    591: void Pmat(NODE arg, MAT *rp)
                    592: {
                    593:        int row,col;
1.29      saito     594:        int i;
1.28      saito     595:        MAT m;
                    596:        pointer **mb;
1.29      saito     597:        pointer *ent;
1.28      saito     598:        NODE tn, sn;
1.29      saito     599:        VECT v;
1.28      saito     600:
                    601:        if ( !arg ) {
                    602:                *rp =0;
                    603:                return;
                    604:        }
                    605:
                    606:        for (row = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), row++);
1.30      saito     607:        if ( row == 1 ) {
                    608:                if ( OID(ARG0(arg)) == O_MAT ) {
                    609:                        *rp=ARG0(arg);
                    610:                        return;
                    611:                } else if ( !(OID(ARG0(arg)) == O_LIST || OID(ARG0(arg)) == O_VECT)) {
                    612:                        error("mat : invalid argument");
                    613:                }
                    614:        }
1.29      saito     615:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
                    616:                v = ARG0(arg);
                    617:                col = v->len;
                    618:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
                    619:                for (col = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), col++);
1.30      saito     620:        } else {
                    621:                error("mat : invalid argument");
1.29      saito     622:        }
                    623:
1.28      saito     624:        MKMAT(m,row,col);
1.29      saito     625:        for (row = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), row++) {
                    626:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
                    627:                        error("mat : invalid argument");
                    628:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
                    629:                        v = tn->body;
                    630:                        ent = BDY(v);
                    631:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[row][i] = (Obj)ent[i];
                    632:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
                    633:                        for (col = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; col++, sn = NEXT(sn) )
                    634:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
                    635:                } else {
                    636:                        error("mat : invalid argument");
                    637:                }
                    638:        }
                    639:        *rp = m;
                    640: }
                    641:
                    642: void Pmatc(NODE arg, MAT *rp)
                    643: {
                    644:        int row,col;
                    645:        int i;
                    646:        MAT m;
                    647:        pointer **mb;
                    648:        pointer *ent;
                    649:        NODE tn, sn;
                    650:        VECT v;
                    651:
                    652:        if ( !arg ) {
                    653:                *rp =0;
                    654:                return;
                    655:        }
                    656:
                    657:        for (col = 0, tn = arg; tn; tn = NEXT(tn), col++);
1.30      saito     658:        if ( col == 1 ) {
                    659:                if ( OID(ARG0(arg)) == O_MAT ) {
                    660:                        *rp=ARG0(arg);
                    661:                        return;
                    662:                } else if ( !(OID(ARG0(arg)) == O_LIST || OID(ARG0(arg)) == O_VECT)) {
                    663:                        error("matc : invalid argument");
                    664:                }
                    665:        }
1.29      saito     666:        if ( OID(ARG0(arg)) == O_VECT ) {
                    667:                v = ARG0(arg);
                    668:                row = v->len;
                    669:        } else if ( OID(ARG0(arg)) == O_LIST ) {
                    670:                for (row = 0, tn = BDY((LIST)ARG0(arg)); tn ; tn = NEXT(tn), row++);
1.30      saito     671:        } else {
                    672:                error("matc : invalid argument");
1.29      saito     673:        }
                    674:
                    675:        MKMAT(m,row,col);
                    676:        for (col = 0, tn = arg, mb = BDY(m); tn; tn = NEXT(tn), col++) {
                    677:                if ( BDY(tn) == 0 ) {
                    678:                        error("matc : invalid argument");
                    679:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_VECT ) {
                    680:                        v = tn->body;
                    681:                        ent = BDY(v);
                    682:                        for (i = 0; i < v->len; i++ ) mb[i][col] = (Obj)ent[i];
                    683:                } else if ( OID(BDY(tn)) == O_LIST ) {
                    684:                        for (row = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; row++, sn = NEXT(sn) )
                    685:                                mb[row][col] = (pointer)BDY(sn);
                    686:                } else {
                    687:                        error("matc : invalid argument");
                    688:                }
                    689:        }
1.1       noro      690:        *rp = m;
                    691: }
                    692:
1.24      noro      693: void Pvtol(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      694: {
                    695:        NODE n,n1;
                    696:        VECT v;
                    697:        pointer *a;
                    698:        int len,i;
                    699:
                    700:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    701:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    702:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    703:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    704:        }
                    705:        MKLIST(*rp,n);
1.33      noro      706: }
                    707:
                    708: void Pltov(NODE arg,VECT *rp)
                    709: {
                    710:        NODE n;
                    711:        VECT v;
                    712:        int len,i;
                    713:
                    714:        asir_assert(ARG0(arg),O_LIST,"ltov");
                    715:        n = (NODE)BDY((LIST)ARG0(arg));
                    716:        len = length(n);
                    717:        MKVECT(v,len);
                    718:        for ( i = 0; i < len; i++, n = NEXT(n) )
                    719:                BDY(v)[i] = BDY(n);
                    720:        *rp = v;
1.1       noro      721: }
                    722:
1.24      noro      723: void Premainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      724: {
                    725:        Obj a;
                    726:        VECT v,w;
                    727:        MAT m,l;
                    728:        pointer *vb,*wb;
                    729:        pointer **mb,**lb;
                    730:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    731:        Q md,q;
                    732:
                    733:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    734:        if ( !a )
                    735:                *rp = 0;
                    736:        else {
                    737:                id = OID(a);
                    738:                switch ( id ) {
                    739:                        case O_N:
                    740:                        case O_P:
                    741:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    742:                        case O_VECT:
                    743:                                smd = QTOS(md);
                    744:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    745:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    746:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    747:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    748:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    749:                                                STOQ(t,q);
                    750:                                                if ( q )
                    751:                                                        SGN(q) = sgn;
                    752:                                        }
                    753:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    754:                                }
                    755:                                *rp = (Obj)w;
                    756:                                break;
                    757:                        case O_MAT:
                    758:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    759:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    760:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    761:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    762:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    763:                                *rp = (Obj)l;
                    764:                                break;
                    765:                        default:
                    766:                                error("remainder : invalid argument");
                    767:                }
                    768:        }
                    769: }
                    770:
1.24      noro      771: void Psremainder(NODE arg,Obj *rp)
1.1       noro      772: {
                    773:        Obj a;
                    774:        VECT v,w;
                    775:        MAT m,l;
                    776:        pointer *vb,*wb;
                    777:        pointer **mb,**lb;
                    778:        unsigned int t,smd;
                    779:        int id,i,j,n,row,col;
                    780:        Q md,q;
                    781:
                    782:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    783:        if ( !a )
                    784:                *rp = 0;
                    785:        else {
                    786:                id = OID(a);
                    787:                switch ( id ) {
                    788:                        case O_N:
                    789:                        case O_P:
                    790:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    791:                        case O_VECT:
                    792:                                smd = QTOS(md);
                    793:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    794:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    795:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    796:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    797:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    798:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    799:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    800:                                                UTOQ(t,q);
                    801:                                        }
                    802:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    803:                                }
                    804:                                *rp = (Obj)w;
                    805:                                break;
                    806:                        case O_MAT:
                    807:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    808:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    809:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    810:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    811:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    812:                                *rp = (Obj)l;
                    813:                                break;
                    814:                        default:
                    815:                                error("remainder : invalid argument");
                    816:                }
                    817:        }
                    818: }
                    819:
1.24      noro      820: void Psize(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      821: {
                    822:
                    823:        int n,m;
                    824:        Q q;
                    825:        NODE t,s;
                    826:
                    827:        if ( !ARG0(arg) )
                    828:                 t = 0;
                    829:        else {
                    830:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    831:                        case O_VECT:
                    832:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    833:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    834:                                break;
                    835:                        case O_MAT:
                    836:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
1.43      saito     837:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    838:                                break;
                    839:                        case O_IMAT:
                    840:                                n = ((IMAT)ARG0(arg))->row; m = ((IMAT)ARG0(arg))->col;
1.1       noro      841:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    842:                                break;
                    843:                        default:
                    844:                                error("size : invalid argument"); break;
                    845:                }
                    846:        }
                    847:        MKLIST(*rp,t);
                    848: }
                    849:
1.24      noro      850: void Pdet(NODE arg,P *rp)
1.1       noro      851: {
                    852:        MAT m;
                    853:        int n,i,j,mod;
                    854:        P d;
                    855:        P **mat,**w;
                    856:
                    857:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    858:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    859:        if ( m->row != m->col )
                    860:                error("det : non-square matrix");
                    861:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    862:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    863:        else {
                    864:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    865:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    866:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    867:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    868:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    869:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    870:                mptop(d,rp);
1.23      noro      871:        }
                    872: }
                    873:
1.24      noro      874: void Pinvmat(NODE arg,LIST *rp)
1.23      noro      875: {
                    876:        MAT m,r;
                    877:        int n,i,j,mod;
                    878:        P dn;
                    879:        P **mat,**imat,**w;
                    880:        NODE nd;
                    881:
                    882:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    883:        asir_assert(m,O_MAT,"invmat");
                    884:        if ( m->row != m->col )
                    885:                error("invmat : non-square matrix");
                    886:        else if ( argc(arg) == 1 ) {
                    887:                n = m->row;
                    888:                invmatp(CO,(P **)BDY(m),n,&imat,&dn);
                    889:                NEWMAT(r); r->row = n; r->col = n; r->body = (pointer **)imat;
                    890:                nd = mknode(2,r,dn);
                    891:                MKLIST(*rp,nd);
                    892:        } else {
                    893:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    894:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    895:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    896:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    897:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    898: #if 0
                    899:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    900:                mptop(d,rp);
                    901: #else
                    902:                error("not implemented yet");
                    903: #endif
1.1       noro      904:        }
1.25      noro      905: }
                    906:
                    907: /*
                    908:        input : a row x col matrix A
                    909:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    910:
1.45      noro      911:        output : [B,D,R,C]
1.25      noro      912:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
1.45      noro      913:                D : the denominator
1.25      noro      914:                R : a vector of length rank(A)
                    915:                C : a vector of length col-rank(A)
1.45      noro      916:                B[I] <-> D*x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
1.25      noro      917: */
                    918:
                    919: void Pgeneric_gauss_elim(NODE arg,LIST *rp)
                    920: {
1.48      noro      921:        NODE n0,opt,p;
1.25      noro      922:        MAT m,nm;
                    923:        int *ri,*ci;
                    924:        VECT rind,cind;
                    925:        Q dn,q;
1.62    ! ohara     926:        int i,row,col,t,rank;
1.48      noro      927:        int is_hensel = 0;
                    928:        char *key;
                    929:        Obj value;
                    930:
                    931:        if ( current_option ) {
                    932:                for ( opt = current_option; opt; opt = NEXT(opt) ) {
                    933:                        p = BDY((LIST)BDY(opt));
                    934:                        key = BDY((STRING)BDY(p));
                    935:                        value = (Obj)BDY(NEXT(p));
                    936:                        if ( !strcmp(key,"hensel") && value ) {
                    937:                                is_hensel = value ? 1 : 0;
                    938:                                break;
                    939:                        }
                    940:                }
                    941:        }
1.25      noro      942:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim");
                    943:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    944:        row = m->row; col = m->col;
1.48      noro      945:        if ( is_hensel )
                    946:                rank = generic_gauss_elim_hensel(m,&nm,&dn,&ri,&ci);
                    947:        else
                    948:                rank = generic_gauss_elim(m,&nm,&dn,&ri,&ci);
1.25      noro      949:        t = col-rank;
                    950:        MKVECT(rind,rank);
                    951:        MKVECT(cind,t);
                    952:        for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    953:                STOQ(ri[i],q);
                    954:                BDY(rind)[i] = (pointer)q;
                    955:        }
                    956:        for ( i = 0; i < t; i++ ) {
                    957:                STOQ(ci[i],q);
                    958:                BDY(cind)[i] = (pointer)q;
                    959:        }
                    960:        n0 = mknode(4,nm,dn,rind,cind);
                    961:        MKLIST(*rp,n0);
1.1       noro      962: }
                    963:
                    964: /*
                    965:        input : a row x col matrix A
                    966:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    967:
                    968:        output : [B,R,C]
                    969:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    970:                R : a vector of length rank(A)
                    971:                C : a vector of length col-rank(A)
1.47      noro      972:                RN : a vector of length rank(A) indicating useful rows
                    973:
1.1       noro      974:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    975: */
                    976:
1.24      noro      977: void Pgeneric_gauss_elim_mod(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro      978: {
                    979:        NODE n0;
                    980:        MAT m,mat;
1.47      noro      981:        VECT rind,cind,rnum;
1.1       noro      982:        Q **tmat;
1.47      noro      983:        int **wmat,**row0;
                    984:        Q *rib,*cib,*rnb;
                    985:        int *colstat,*p;
1.1       noro      986:        Q q;
1.24      noro      987:        int md,i,j,k,l,row,col,t,rank;
1.1       noro      988:
                    989:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    990:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    991:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    992:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    993:        wmat = (int **)almat(row,col);
1.47      noro      994:
                    995:        row0 = (int **)ALLOCA(row*sizeof(int *));
                    996:        for ( i = 0; i < row; i++ ) row0[i] = wmat[i];
                    997:
1.1       noro      998:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    999:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1000:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1001:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                   1002:                                t = rem(NM(q),md);
                   1003:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1004:                                        t = (md - t) % md;
                   1005:                                wmat[i][j] = t;
                   1006:                        } else
                   1007:                                wmat[i][j] = 0;
                   1008:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                   1009:
1.47      noro     1010:        MKVECT(rnum,rank);
                   1011:        rnb = (Q *)rnum->body;
                   1012:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1013:                for ( j = 0, p = wmat[i]; j < row; j++ )
                   1014:                        if ( p == row0[j] )
                   1015:                                STOQ(j,rnb[i]);
                   1016:
1.1       noro     1017:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                   1018:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1019:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1020:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1021:                        if ( !colstat[j] ) {
                   1022:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                   1023:                        }
                   1024:
                   1025:        MKVECT(rind,rank);
                   1026:        MKVECT(cind,col-rank);
                   1027:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                   1028:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1029:                if ( colstat[j] ) {
                   1030:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                   1031:                } else {
                   1032:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                   1033:                }
1.47      noro     1034:        n0 = mknode(4,mat,rind,cind,rnum);
1.1       noro     1035:        MKLIST(*rp,n0);
                   1036: }
                   1037:
1.24      noro     1038: void Pleqm(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     1039: {
                   1040:        MAT m;
                   1041:        VECT vect;
                   1042:        pointer **mat;
                   1043:        Q *v;
                   1044:        Q q;
                   1045:        int **wmat;
                   1046:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1047:
                   1048:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                   1049:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                   1050:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1051:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1052:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1053:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1054:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1055:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1056:                                t = rem(NM(q),md);
                   1057:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1058:                                        t = (md - t) % md;
                   1059:                                wmat[i][j] = t;
                   1060:                        } else
                   1061:                                wmat[i][j] = 0;
                   1062:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                   1063:        if ( status < 0 )
                   1064:                *rp = 0;
                   1065:        else if ( status > 0 )
                   1066:                *rp = (VECT)ONE;
                   1067:        else {
                   1068:                n = col - 1;
                   1069:                MKVECT(vect,n);
                   1070:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1071:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1072:                }
                   1073:                *rp = vect;
                   1074:        }
                   1075: }
                   1076:
1.24      noro     1077: int gauss_elim_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     1078: {
                   1079:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1080:        int *t,*pivot;
                   1081:
                   1082:        n = col - 1;
                   1083:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1084:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1085:                if ( i == row )
                   1086:                        return 1;
                   1087:                if ( i != j ) {
                   1088:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1089:                }
                   1090:                pivot = mat[j];
                   1091:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1092:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                   1093: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                   1094:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                   1095:                }
                   1096:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1097:                        t = mat[i];
                   1098:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1099:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro     1100:                                        unsigned int tk;
1.1       noro     1101: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro     1102:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                   1103:                                        t[k] = tk;
1.1       noro     1104:                                }
                   1105:                }
                   1106:        }
                   1107:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1108:        if ( i == row )
                   1109:                return 0;
                   1110:        else
                   1111:                return -1;
                   1112: }
                   1113:
1.4       noro     1114: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.31      noro     1115: struct oEGT eg_conv;
1.1       noro     1116:
1.24      noro     1117: int generic_gauss_elim(MAT mat,MAT *nm,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.1       noro     1118: {
                   1119:        int **wmat;
                   1120:        Q **bmat;
                   1121:        N **tmat;
                   1122:        Q *bmi;
                   1123:        N *tmi;
                   1124:        Q q;
                   1125:        int *wmi;
                   1126:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                   1127:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                   1128:        N m1,m2,m3,s,u;
                   1129:        MAT r,crmat;
                   1130:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                   1131:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                   1132:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                   1133:        int ret;
                   1134:
                   1135:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                   1136:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                   1137:        init_eg(&eg_gschk_split);
                   1138:        bmat = (Q **)mat->body;
                   1139:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1140:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1141:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1142:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1143:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.11      noro     1144:                if ( DP_Print ) {
1.2       noro     1145:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                   1146:                }
1.12      noro     1147:                md = get_lprime(ind);
1.1       noro     1148:                get_eg(&tmp0);
                   1149:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1150:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1151:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                   1152:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1153:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1154:                                                t = (md - t) % md;
                   1155:                                        wmi[j] = t;
                   1156:                                } else
                   1157:                                        wmi[j] = 0;
                   1158:                get_eg(&tmp1);
                   1159:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                   1160:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                   1161:                get_eg(&tmp0);
                   1162:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                   1163:                get_eg(&tmp1);
                   1164:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                   1165:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                   1166:                if ( !ind ) {
                   1167: RESET:
                   1168:                        UTON(md,m1);
                   1169:                        rank0 = rank;
                   1170:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                   1171:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                   1172:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                   1173:                        tmat = (N **)crmat->body;
                   1174:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1175:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1176:                                        if ( !colstat[j] ) {
                   1177:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                   1178:                                        }
                   1179:                } else {
                   1180:                        if ( rank < rank0 ) {
1.11      noro     1181:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1182:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro     1183:                                        fflush(asir_out);
                   1184:                                }
1.1       noro     1185:                                continue;
                   1186:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.11      noro     1187:                                if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1188:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro     1189:                                        fflush(asir_out);
                   1190:                                }
1.1       noro     1191:                                goto RESET;
                   1192:                        } else {
                   1193:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                   1194:                                if ( j < col ) {
1.11      noro     1195:                                        if ( DP_Print ) {
1.1       noro     1196:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro     1197:                                                fflush(asir_out);
                   1198:                                        }
1.1       noro     1199:                                        goto RESET;
                   1200:                                }
                   1201:                        }
                   1202:
                   1203:                        get_eg(&tmp0);
                   1204:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                   1205:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                   1206:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1207:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1208:                                        if ( !colstat[j] ) {
                   1209:                                                if ( tmi[k] ) {
                   1210:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                   1211:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                   1212:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                   1213:                                                                t = wmi[j]-t;
                   1214:                                                        else
                   1215:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                   1216:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                   1217:                                                        UTON(t1,u);
                   1218:                                                        muln(m1,u,&s);
                   1219:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                   1220:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                   1221:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                   1222:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                   1223:                                                        UTON(t,u);
                   1224:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                   1225:                                                }
                   1226:                                                k++;
                   1227:                                        }
                   1228:                        m1 = m3;
                   1229:                        get_eg(&tmp1);
                   1230:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                   1231:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                   1232:
                   1233:                        get_eg(&tmp0);
1.38      noro     1234:                        if ( ind % F4_INTRAT_PERIOD )
1.13      noro     1235:                                ret = 0;
                   1236:                        else
                   1237:                                ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
1.1       noro     1238:                        get_eg(&tmp1);
                   1239:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1240:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                   1241:                        if ( ret ) {
                   1242:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1243:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1244:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1245:                                        if ( colstat[j] )
                   1246:                                                rind[k++] = j;
                   1247:                                        else
                   1248:                                                cind[l++] = j;
                   1249:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro     1250:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                   1251:                                        get_eg(&tmp1);
                   1252:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                   1253:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
1.11      noro     1254:                                        if ( DP_Print ) {
1.3       noro     1255:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                   1256:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                   1257:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                   1258:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                   1259:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                   1260:                                                fflush(asir_out);
                   1261:                                        }
                   1262:                                        return rank;
                   1263:                                }
                   1264:                        }
                   1265:                }
                   1266:        }
                   1267: }
                   1268:
1.53      noro     1269: /* XXX broken */
                   1270: int lu_dec_cr(MAT mat,MAT lu,Q *dn,int **perm)
                   1271: {
                   1272:        Q **a0,**b;
                   1273:        Q *aiq;
                   1274:        N **a;
                   1275:        N *ai;
                   1276:        Q q,q1,dn2,a1,q0,bik;
                   1277:        MAT m;
                   1278:        unsigned int md;
                   1279:        int n,ind,i,j,rank,t,inv,t1,ret,min,k;
                   1280:        int **w;
                   1281:        int *wi,*rinfo0,*rinfo;
                   1282:        N m1,m2,m3,u,s;
                   1283:
                   1284:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1285:        n = mat->row;
                   1286:        if ( n != mat->col )
                   1287:                error("lu_dec_cr : non-square matrix");
                   1288:        w = (int **)almat(n,n);
                   1289:        MKMAT(m,n,n);
                   1290:        a = (N **)m->body;
                   1291:        UTON(1,m1);
                   1292:        rinfo0 = 0;
                   1293:        ind = 0;
                   1294:        while ( 1 ) {
                   1295:                md = get_lprime(ind);
                   1296:                /* mat mod md */
                   1297:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1298:                        for ( j = 0, aiq = a0[i], wi = w[i]; j < n; j++ )
                   1299:                                if ( q = aiq[j] ) {
                   1300:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1301:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1302:                                                t = (md - t) % md;
                   1303:                                        wi[j] = t;
                   1304:                                } else
                   1305:                                        wi[j] = 0;
                   1306:
                   1307:                if ( !lu_mod((unsigned int **)w,n,md,&rinfo) ) continue;
                   1308:                printf("."); fflush(stdout);
                   1309:                if ( !rinfo0 )
                   1310:                        *perm = rinfo0 = rinfo;
                   1311:                else {
                   1312:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1313:                                if ( rinfo[i] != rinfo0[i] ) break;
                   1314:                        if ( i < n ) continue;
                   1315:                }
                   1316:                if ( UNIN(m1) ) {
                   1317:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1318:                                for ( j = 0, ai = a[i], wi = w[i]; j < n; j++ ) {
                   1319:                                        UTON(wi[j],u); ai[j] = u;
                   1320:                                }
                   1321:                        UTON(md,m1);
                   1322:                } else {
                   1323:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                   1324:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                   1325:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1326:                                for ( j = 0, ai = a[i], wi = w[i]; j < n; j++ )
                   1327:                                        if ( ai[i] ) {
                   1328:                                        /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                   1329:                                                t = rem(ai[j],md);
                   1330:                                                if ( wi[j] >= t )
                   1331:                                                        t = wi[j]-t;
                   1332:                                                else
                   1333:                                                        t = md-(t-wi[j]);
                   1334:                                                DMAR(t,inv,0,md,t1)
                   1335:                                                UTON(t1,u);
                   1336:                                                muln(m1,u,&s);
                   1337:                                                addn(ai[j],s,&u); ai[j] = u;
                   1338:                                        } else if ( wi[j] ) {
                   1339:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                   1340:                                                DMAR(wi[j],inv,0,md,t)
                   1341:                                                UTON(t,u);
                   1342:                                                muln(m1,u,&s); ai[j] = s;
                   1343:                                        }
                   1344:                        m1 = m3;
                   1345:                }
                   1346:                if ( (++ind%8) == 0 ) {
                   1347:                        ret = intmtoratm(m,m1,lu,dn);
                   1348:                        if ( ret ) {
                   1349:                                b = (Q **)lu->body;
                   1350:                                mulq(*dn,*dn,&dn2);
                   1351:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1352:                                        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1353:                                                q = 0;
                   1354:                                                min = MIN(i,j);
                   1355:                                                for ( k = 0; k <= min; k++ ) {
                   1356:                                                        bik = k==i ? *dn : b[i][k];
                   1357:                                                        mulq(bik,b[k][j],&q0);
                   1358:                                                        addq(q,q0,&q1); q = q1;
                   1359:                                                }
                   1360:                                                mulq(a0[rinfo0[i]][j],dn2,&q1);
                   1361:                                                if ( cmpq(q,q1) ) break;
                   1362:                                        }
                   1363:                                        if ( j < n ) break;
                   1364:                                }
                   1365:                                if ( i == n )
                   1366:                                        return;
                   1367:                        }
                   1368:                }
                   1369:        }
                   1370: }
                   1371:
                   1372: int nmat(N **m,int n)
                   1373: {
                   1374:        int i,j;
                   1375:
                   1376:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1377:                for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1378:                        printn(m[i][j]); printf(" ");
                   1379:                }
                   1380:                printf("\n");
                   1381:        }
                   1382: }
                   1383:
1.24      noro     1384: int generic_gauss_elim_hensel(MAT mat,MAT *nmmat,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.3       noro     1385: {
                   1386:        MAT bmat,xmat;
                   1387:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1388:        Q *ai,*bi,*xi;
                   1389:        int row,col;
                   1390:        int **w;
                   1391:        int *wi;
                   1392:        int **wc;
                   1393:        Q mdq,q,s,u;
                   1394:        N tn;
                   1395:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1396:        unsigned int t;
                   1397:        int *cinfo,*rinfo;
                   1398:        int *rind,*cind;
                   1399:        int count;
1.41      noro     1400:        int ret;
                   1401:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,eg_intrat,eg_check,tmp0,tmp1;
1.39      noro     1402:        int period;
1.44      noro     1403:        int *wx,*ptr;
                   1404:        int wxsize,nsize;
                   1405:        N wn;
                   1406:        Q wq;
1.3       noro     1407:
                   1408:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1409:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1410:        w = (int **)almat(row,col);
                   1411:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.12      noro     1412:                md = get_lprime(ind);
1.3       noro     1413:                STOQ(md,mdq);
                   1414:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1415:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1416:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                   1417:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1418:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1419:                                                t = (md - t) % md;
                   1420:                                        wi[j] = t;
                   1421:                                } else
                   1422:                                        wi[j] = 0;
                   1423:
1.52      noro     1424:                if ( DP_Print > 3 ) {
1.48      noro     1425:                        fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1426:                }
1.27      noro     1427:                rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
1.52      noro     1428:                if ( DP_Print > 3 ) {
1.48      noro     1429:                        fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1430:                }
1.3       noro     1431:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1432:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1433:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1434:                        if ( cinfo[j] ) {
                   1435:                                /* the column is in lhs */
                   1436:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1437:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1438:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1439:                                }
                   1440:                                li++;
                   1441:                        } else {
                   1442:                                /* the column is in rhs */
                   1443:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1444:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1445:                                ri++;
                   1446:                        }
                   1447:
                   1448:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1449:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1450:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1451:                        /* use the right part of w as work area */
                   1452:                        /* ri = col - rank */
                   1453:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1454:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1455:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1456:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1457:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1458:
                   1459:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
1.41      noro     1460:                        init_eg(&eg_check); init_eg(&eg_intrat);
1.39      noro     1461:                        period = F4_INTRAT_PERIOD;
1.44      noro     1462:                        nsize = period;
                   1463:                        wxsize = rank*ri*nsize;
                   1464:                        wx = (int *)MALLOC_ATOMIC(wxsize*sizeof(int));
                   1465:                        for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1466:                        for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
1.52      noro     1467:                                if ( DP_Print > 3 )
1.41      noro     1468:                                        fprintf(stderr,"o");
1.3       noro     1469:                                /* wc = -b mod md */
1.44      noro     1470:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro     1471:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1472:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1473:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1474:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1475:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1476:                                                                t = (md - t) % md;
                   1477:                                                        wi[j] = t;
                   1478:                                                } else
                   1479:                                                        wi[j] = 0;
1.44      noro     1480:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is not normalized */
                   1481:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,0);
                   1482:                                /* wx += q*wc */
                   1483:                                ptr = wx;
                   1484:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1485:                                        for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1486:                                                if ( wi[j] )
                   1487:                                                        muln_1(BD(NM(q)),PL(NM(q)),wi[j],ptr);
                   1488:                                                ptr += nsize;
                   1489:                                        }
                   1490:                                count++;
1.1       noro     1491:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro     1492:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1493:                                get_eg(&tmp0);
                   1494:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1495:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1496:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1497:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1498:                                                if ( s ) {
                   1499:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1500:                                                        if ( t )
                   1501:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1502:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1503:                                                } else
                   1504:                                                        b[i][j] = 0;
                   1505:                                        }
                   1506:                                get_eg(&tmp1);
                   1507:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1508:                                /* q = q*md */
                   1509:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
1.44      noro     1510:                                if ( count == period ) {
1.41      noro     1511:                                        get_eg(&tmp0);
1.44      noro     1512:                                        ptr = wx;
                   1513:                                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1514:                                                for ( j = 0, xi = x[i]; j < ri;
                   1515:                                                        j++, ptr += nsize ) {
                   1516:                                                        for ( k = nsize-1; k >= 0 && !ptr[k]; k-- );
                   1517:                                                        if ( k >= 0 ) {
                   1518:                                                                wn = NALLOC(k+1);
                   1519:                                                                PL(wn) = k+1;
                   1520:                                                                for ( l = 0; l <= k; l++ ) BD(wn)[l] = (unsigned int)ptr[l];
                   1521:                                                                NTOQ(wn,1,wq);
                   1522:                                                                subq(xi[j],wq,&u); xi[j] = u;
                   1523:                                                        }
                   1524:                                                }
1.41      noro     1525:                                        ret = intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn);
                   1526:                                        get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1527:                                        if ( ret ) {
1.50      noro     1528:                                                rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1529:                                                cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
1.39      noro     1530:                                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1531:                                                        if ( cinfo[j] )
                   1532:                                                                rind[k++] = j;
                   1533:                                                        else
1.50      noro     1534:                                                                cind[l++] = j;
                   1535:                                                get_eg(&tmp0);
                   1536:                                                ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1537:                                                get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_check,&tmp0,&tmp1);
                   1538:                                                if ( ret ) {
                   1539:                                                        if ( DP_Print > 3 ) {
                   1540:                                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1541:                                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1542:                                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1543:                                                                print_eg("INTRAT",&eg_intrat);
                   1544:                                                                print_eg("CHECK",&eg_check);
                   1545:                                                                fflush(asir_out);
                   1546:                                                        }
                   1547:                                                        *rindp = rind;
                   1548:                                                        *cindp = cind;
                   1549:                                                        for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1550:                                                                if ( !cinfo[j] )
                   1551:                                                                        cind[k++] = j;
                   1552:                                                        return rank;
                   1553:                                                }
                   1554:                                        } else {
                   1555:                                                period = period*3/2;
                   1556:                                                count = 0;
                   1557:                                                nsize += period;
                   1558:                                                wxsize += rank*ri*nsize;
                   1559:                                                wx = (int *)REALLOC(wx,wxsize*sizeof(int));
                   1560:                                                for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1561:                                        }
                   1562:                                }
                   1563:                        }
                   1564:        }
                   1565: }
                   1566:
1.55      noro     1567: int generic_gauss_elim_hensel_dalg(MAT mat,DP *mb,MAT *nmmat,Q *dn,int **rindp,int **cindp)
1.50      noro     1568: {
                   1569:        MAT bmat,xmat;
                   1570:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1571:        Q *ai,*bi,*xi;
                   1572:        int row,col;
                   1573:        int **w;
                   1574:        int *wi;
                   1575:        int **wc;
                   1576:        Q mdq,q,s,u;
                   1577:        N tn;
                   1578:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1579:        unsigned int t;
                   1580:        int *cinfo,*rinfo;
                   1581:        int *rind,*cind;
                   1582:        int count;
                   1583:        int ret;
                   1584:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,eg_intrat,eg_check,tmp0,tmp1;
                   1585:        int period;
                   1586:        int *wx,*ptr;
                   1587:        int wxsize,nsize;
                   1588:        N wn;
                   1589:        Q wq;
                   1590:        NumberField nf;
                   1591:        DP m;
                   1592:        int col1;
                   1593:
                   1594:        a0 = (Q **)mat->body;
                   1595:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1596:        w = (int **)almat(row,col);
                   1597:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                   1598:                md = get_lprime(ind);
                   1599:                STOQ(md,mdq);
                   1600:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1601:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1602:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                   1603:                                        t = rem(NM(q),md);
                   1604:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                   1605:                                                t = (md - t) % md;
                   1606:                                        wi[j] = t;
                   1607:                                } else
                   1608:                                        wi[j] = 0;
                   1609:
                   1610:                if ( DP_Print ) {
                   1611:                        fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1612:                }
                   1613:                rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                   1614:                if ( DP_Print ) {
                   1615:                        fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1616:                }
                   1617:                for ( i = 0; i < col-1; i++ ) {
                   1618:                        if ( !cinfo[i] ) {
                   1619:                                m = mb[i];
                   1620:                                for ( j = i+1; j < col-1; j++ )
                   1621:                                        if ( dp_redble(mb[j],m) )
                   1622:                                                cinfo[j] = -1;
                   1623:                        }
                   1624:                }
                   1625:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1626:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1627:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1628:                        if ( cinfo[j] > 0 ) {
                   1629:                                /* the column is in lhs */
                   1630:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1631:                                        w[i][li] = w[i][j];
                   1632:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1633:                                }
                   1634:                                li++;
                   1635:                        } else if ( !cinfo[j] ) {
                   1636:                                /* the column is in rhs */
                   1637:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1638:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1639:                                ri++;
                   1640:                        }
                   1641:
                   1642:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1643:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                   1644:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                   1645:                        /* use the right part of w as work area */
                   1646:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1647:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1648:                                wc[i] = w[i]+rank;
                   1649:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1650:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1651:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                   1652:                        init_eg(&eg_check); init_eg(&eg_intrat);
                   1653:                        period = F4_INTRAT_PERIOD;
                   1654:                        nsize = period;
                   1655:                        wxsize = rank*ri*nsize;
                   1656:                        wx = (int *)MALLOC_ATOMIC(wxsize*sizeof(int));
                   1657:                        for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1658:                        for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
                   1659:                                if ( DP_Print )
                   1660:                                        fprintf(stderr,"o");
                   1661:                                /* wc = -b mod md */
                   1662:                                get_eg(&tmp0);
                   1663:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1664:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                   1665:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                   1666:                                                        t = rem(NM(u),md);
                   1667:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                   1668:                                                                t = (md - t) % md;
                   1669:                                                        wi[j] = t;
                   1670:                                                } else
                   1671:                                                        wi[j] = 0;
                   1672:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is not normalized */
                   1673:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,0);
                   1674:                                /* wx += q*wc */
                   1675:                                ptr = wx;
                   1676:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1677:                                        for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1678:                                                if ( wi[j] )
                   1679:                                                        muln_1(BD(NM(q)),PL(NM(q)),wi[j],ptr);
                   1680:                                                ptr += nsize;
                   1681:                                        }
                   1682:                                count++;
                   1683:                                get_eg(&tmp1);
                   1684:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1685:                                get_eg(&tmp0);
                   1686:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1687:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1688:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1689:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1690:                                                if ( s ) {
                   1691:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1692:                                                        if ( t )
                   1693:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1694:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1695:                                                } else
                   1696:                                                        b[i][j] = 0;
                   1697:                                        }
                   1698:                                get_eg(&tmp1);
                   1699:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1700:                                /* q = q*md */
                   1701:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
                   1702:                                if ( count == period ) {
                   1703:                                        get_eg(&tmp0);
                   1704:                                        ptr = wx;
                   1705:                                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1706:                                                for ( j = 0, xi = x[i]; j < ri;
                   1707:                                                        j++, ptr += nsize ) {
                   1708:                                                        for ( k = nsize-1; k >= 0 && !ptr[k]; k-- );
                   1709:                                                        if ( k >= 0 ) {
                   1710:                                                                wn = NALLOC(k+1);
                   1711:                                                                PL(wn) = k+1;
                   1712:                                                                for ( l = 0; l <= k; l++ ) BD(wn)[l] = (unsigned int)ptr[l];
                   1713:                                                                NTOQ(wn,1,wq);
                   1714:                                                                subq(xi[j],wq,&u); xi[j] = u;
                   1715:                                                        }
                   1716:                                                }
                   1717:                                        ret = intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn);
                   1718:                                        get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                   1719:                                        if ( ret ) {
                   1720:                                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1721:                                                        if ( cinfo[j] > 0 )
                   1722:                                                                rind[k++] = j;
                   1723:                                                        else if ( !cinfo[j] )
1.39      noro     1724:                                                                cind[l++] = j;
1.41      noro     1725:                                                get_eg(&tmp0);
                   1726:                                                ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1727:                                                get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_check,&tmp0,&tmp1);
                   1728:                                                if ( ret ) {
1.42      noro     1729:                                                        if ( DP_Print > 3 ) {
1.40      noro     1730:                                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1731:                                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1732:                                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
1.41      noro     1733:                                                                print_eg("INTRAT",&eg_intrat);
                   1734:                                                                print_eg("CHECK",&eg_check);
1.40      noro     1735:                                                                fflush(asir_out);
                   1736:                                                        }
1.39      noro     1737:                                                        return rank;
                   1738:                                                }
1.44      noro     1739:                                        } else {
                   1740:                                                period = period*3/2;
                   1741:                                                count = 0;
                   1742:                                                nsize += period;
                   1743:                                                wxsize += rank*ri*nsize;
                   1744:                                                wx = (int *)REALLOC(wx,wxsize*sizeof(int));
                   1745:                                                for ( i = 0; i < wxsize; i++ ) wx[i] = 0;
                   1746:                                        }
1.41      noro     1747:                                }
1.1       noro     1748:                        }
                   1749:        }
                   1750: }
                   1751:
                   1752: int f4_nocheck;
                   1753:
1.24      noro     1754: int gensolve_check(MAT mat,MAT nm,Q dn,int *rind,int *cind)
1.1       noro     1755: {
                   1756:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
1.24      noro     1757:        Q s,t;
1.1       noro     1758:        Q *w;
                   1759:        Q *mati,*nmk;
                   1760:
                   1761:        if ( f4_nocheck )
                   1762:                return 1;
                   1763:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1764:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1765:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1766:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1767:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1768: #if 1
                   1769:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1770:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1771:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1772:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1773:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1774:                        }
                   1775:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1776:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1777:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1778:                                break;
                   1779:                }
                   1780: #else
                   1781:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1782:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1783:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1784:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1785:                        }
                   1786:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1787:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1788:                                break;
                   1789:                }
                   1790: #endif
                   1791:                if ( j != clen )
                   1792:                        break;
                   1793:        }
                   1794:        if ( i != row )
                   1795:                return 0;
                   1796:        else
                   1797:                return 1;
                   1798: }
                   1799:
                   1800: /* assuming 0 < c < m */
                   1801:
1.24      noro     1802: int inttorat(N c,N m,N b,int *sgnp,N *nmp,N *dnp)
1.1       noro     1803: {
1.24      noro     1804:        Q qq,t,u1,v1,r1;
                   1805:        N q,u2,v2,r2;
1.1       noro     1806:
                   1807:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1808:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1809:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1810:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1811:        }
                   1812:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1813:                return 0;
                   1814:        else {
                   1815:                *nmp = v2;
                   1816:                *dnp = NM(v1);
                   1817:                *sgnp = SGN(v1);
                   1818:                return 1;
                   1819:        }
                   1820: }
                   1821:
                   1822: /* mat->body = N ** */
                   1823:
1.24      noro     1824: int intmtoratm(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.1       noro     1825: {
                   1826:        N t,s,b;
1.24      noro     1827:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.1       noro     1828:        int i,j,k,l,row,col;
                   1829:        Q **rmat;
                   1830:        N **tmat;
                   1831:        N *tmi;
                   1832:        Q *nmk;
                   1833:        N u,unm,udn;
                   1834:        int sgn,ret;
                   1835:
1.3       noro     1836:        if ( UNIN(md) )
                   1837:                return 0;
1.1       noro     1838:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1839:        bshiftn(md,1,&t);
                   1840:        isqrt(t,&s);
                   1841:        bshiftn(s,64,&b);
                   1842:        if ( !b )
                   1843:                b = ONEN;
                   1844:        dn0 = ONE;
                   1845:        tmat = (N **)mat->body;
                   1846:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1847:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1848:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1849:                        if ( tmi[j] ) {
                   1850:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1851:                                remn(s,md,&u);
                   1852:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1853:                                if ( !ret )
                   1854:                                        return 0;
                   1855:                                else {
                   1856:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1857:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1858:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1859:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1860:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1861:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1862:                                                        }
                   1863:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1864:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1865:                                                }
                   1866:                                        }
                   1867:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1868:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1869:                                }
                   1870:                        }
                   1871:        *dn = dn0;
                   1872:        return 1;
                   1873: }
                   1874:
1.3       noro     1875: /* mat->body = Q ** */
                   1876:
1.24      noro     1877: int intmtoratm_q(MAT mat,N md,MAT nm,Q *dn)
1.3       noro     1878: {
                   1879:        N t,s,b;
1.24      noro     1880:        Q dn0,dn1,nm1,q;
1.3       noro     1881:        int i,j,k,l,row,col;
                   1882:        Q **rmat;
                   1883:        Q **tmat;
                   1884:        Q *tmi;
                   1885:        Q *nmk;
                   1886:        N u,unm,udn;
                   1887:        int sgn,ret;
                   1888:
                   1889:        if ( UNIN(md) )
                   1890:                return 0;
                   1891:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1892:        bshiftn(md,1,&t);
                   1893:        isqrt(t,&s);
                   1894:        bshiftn(s,64,&b);
                   1895:        if ( !b )
                   1896:                b = ONEN;
                   1897:        dn0 = ONE;
                   1898:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1899:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1900:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1901:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1902:                        if ( tmi[j] ) {
                   1903:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1904:                                remn(s,md,&u);
                   1905:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1906:                                if ( !ret )
                   1907:                                        return 0;
                   1908:                                else {
                   1909:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1910:                                                sgn = -sgn;
                   1911:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1912:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1913:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1914:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1915:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1916:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1917:                                                        }
                   1918:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1919:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1920:                                                }
                   1921:                                        }
                   1922:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1923:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1924:                                }
                   1925:                        }
                   1926:        *dn = dn0;
                   1927:        return 1;
                   1928: }
                   1929:
1.4       noro     1930: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1931:
1.24      noro     1932: void reduce_reducers_mod(int **mat,int row,int col,int md)
1.4       noro     1933: {
                   1934:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1935:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1936:
                   1937:        /* reduce the reducers */
                   1938:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1939:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1940:                t = mat[i];
                   1941:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1942:                /* register the position of the head term */
                   1943:                ind[i] = j;
                   1944:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1945:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1946:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1947:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1948:                                j = ind[l];
                   1949:                                s = mat[l]+j;
                   1950:                                tj = t+j;
                   1951:                                hc = md-hc;
                   1952:                                k = col-j;
                   1953:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1954:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1955:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1956:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1957:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1958:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1959:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1960:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1961:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1962:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1963:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1964:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1965:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1966:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1967:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1968:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1969:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1970:                                }
1.16      noro     1971:                                for ( ; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     1972:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1973:                                }
                   1974:                        }
                   1975:                }
                   1976:        }
                   1977: }
                   1978:
                   1979: /*
                   1980:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1981:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1982:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1983:        1. reduce the reducers
                   1984:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1985: */
                   1986:
1.24      noro     1987: void pre_reduce_mod(int **mat,int row,int col,int nred,int md)
1.4       noro     1988: {
                   1989:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1990:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1991:
                   1992: #if 1
                   1993:        /* reduce the reducers */
                   1994:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1995:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1996:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1997:                t = mat[i];
                   1998:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1999:                /* register the position of the head term */
                   2000:                ind[i] = j;
                   2001:                inv = invm(t[j],md);
                   2002:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   2003:                        if ( t[k] )
                   2004:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   2005:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   2006:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   2007:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   2008:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   2009:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   2010:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   2011:                                        if ( *s )
                   2012:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   2013:                        }
                   2014:                }
                   2015:        }
                   2016:        /* reduce the spolys */
                   2017:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   2018:                t = mat[i];
                   2019:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   2020:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   2021:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   2022:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   2023:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   2024:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   2025:                                        if ( *s )
                   2026:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   2027:                        }
                   2028:                }
                   2029:        }
                   2030: #endif
                   2031: }
                   2032: /*
                   2033:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   2034:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   2035: */
                   2036:
1.24      noro     2037: void reduce_sp_by_red_mod(int *sp,int **redmat,int *ind,int nred,int col,int md)
1.4       noro     2038: {
                   2039:        int i,j,k,hc,zzz;
1.24      noro     2040:        int *s,*tj;
1.4       noro     2041:
                   2042:        /* reduce the spolys by redmat */
                   2043:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   2044:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   2045:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   2046:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   2047:                        j = ind[i];
                   2048:                        hc = md-hc;
                   2049:                        s = redmat[i]+j;
                   2050:                        tj = sp+j;
1.16      noro     2051:                        for ( k = col-j; k > 0; k-- ) {
1.4       noro     2052:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
1.15      noro     2053:                        }
                   2054:                }
1.17      noro     2055:        }
                   2056: }
                   2057:
                   2058: /*
1.15      noro     2059:        mat[i] : compressed reducers (i=0,...,nred-1)
                   2060:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   2061: */
                   2062:
1.24      noro     2063: void red_by_compress(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,
                   2064:        unsigned int *ri,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     2065: {
1.19      noro     2066:        unsigned int up,lo;
1.18      noro     2067:        unsigned int dmy;
                   2068:        unsigned int *pj;
                   2069:
1.21      noro     2070:        p[*ri] = 0; r++; ri++;
                   2071:        for ( len--; len; len--, r++, ri++ ) {
                   2072:                pj = p+ *ri;
                   2073:                DMA(*r,hc,*pj,up,lo);
1.18      noro     2074:                if ( up ) {
                   2075:                        DSAB(m,up,lo,dmy,*pj);
                   2076:                } else
                   2077:                        *pj = lo;
                   2078:        }
                   2079: }
                   2080:
                   2081: /* p -= hc*r */
                   2082:
1.24      noro     2083: void red_by_vect(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,unsigned int hc,int len)
1.18      noro     2084: {
1.58      ohara    2085:        unsigned int up,lo,dmy;
1.18      noro     2086:
                   2087:        *p++ = 0; r++; len--;
                   2088:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   2089:                if ( *r ) {
1.20      noro     2090:                        DMA(*r,hc,*p,up,lo);
1.18      noro     2091:                        if ( up ) {
                   2092:                                DSAB(m,up,lo,dmy,*p);
                   2093:                        } else
                   2094:                                *p = lo;
                   2095:                }
                   2096: }
                   2097:
1.32      noro     2098: void red_by_vect_sf(int m,unsigned int *p,unsigned int *r,unsigned int hc,int len)
                   2099: {
                   2100:        *p++ = 0; r++; len--;
                   2101:        for ( ; len; len--, r++, p++ )
                   2102:                if ( *r )
                   2103:                        *p = _addsf(_mulsf(*r,hc),*p);
                   2104: }
                   2105:
1.21      noro     2106: extern unsigned int **psca;
                   2107:
1.24      noro     2108: void reduce_sp_by_red_mod_compress (int *sp,CDP *redmat,int *ind,
                   2109:        int nred,int col,int md)
1.15      noro     2110: {
1.24      noro     2111:        int i,len;
1.15      noro     2112:        CDP ri;
1.24      noro     2113:        unsigned int hc;
1.18      noro     2114:        unsigned int *usp;
1.15      noro     2115:
1.18      noro     2116:        usp = (unsigned int *)sp;
1.15      noro     2117:        /* reduce the spolys by redmat */
                   2118:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   2119:                /* reduce sp by redmat[i] */
1.18      noro     2120:                usp[ind[i]] %= md;
                   2121:                if ( hc = usp[ind[i]] ) {
1.15      noro     2122:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   2123:                        hc = md-hc;
                   2124:                        ri = redmat[i];
                   2125:                        len = ri->len;
1.21      noro     2126:                        red_by_compress(md,usp,psca[ri->psindex],ri->body,hc,len);
1.4       noro     2127:                }
                   2128:        }
1.18      noro     2129:        for ( i = 0; i < col; i++ )
1.24      noro     2130:                if ( usp[i] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     2131:                        usp[i] %= md;
1.4       noro     2132: }
                   2133:
                   2134: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   2135:
1.24      noro     2136: int generic_gauss_elim_mod(int **mat0,int row,int col,int md,int *colstat)
1.1       noro     2137: {
1.24      noro     2138:        int i,j,k,l,inv,a,rank;
                   2139:        unsigned int *t,*pivot,*pk;
1.18      noro     2140:        unsigned int **mat;
1.1       noro     2141:
1.18      noro     2142:        mat = (unsigned int **)mat0;
1.1       noro     2143:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
1.18      noro     2144:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   2145:                        mat[i][j] %= md;
                   2146:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   2147:                        if ( mat[i][j] )
                   2148:                                break;
1.1       noro     2149:                if ( i == row ) {
                   2150:                        colstat[j] = 0;
                   2151:                        continue;
                   2152:                } else
                   2153:                        colstat[j] = 1;
                   2154:                if ( i != rank ) {
                   2155:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   2156:                }
                   2157:                pivot = mat[rank];
                   2158:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     2159:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   2160:                        if ( *pk ) {
1.24      noro     2161:                                if ( *pk >= (unsigned int)md )
1.18      noro     2162:                                        *pk %= md;
1.4       noro     2163:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     2164:                        }
                   2165:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   2166:                        t = mat[i];
1.18      noro     2167:                        if ( a = t[j] )
                   2168:                                red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     2169:                }
                   2170:                rank++;
                   2171:        }
                   2172:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   2173:                if ( colstat[j] ) {
                   2174:                        pivot = mat[l];
                   2175:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   2176:                                t = mat[i];
1.18      noro     2177:                                t[j] %= md;
                   2178:                                if ( a = t[j] )
                   2179:                                        red_by_vect(md,t+j,pivot+j,md-a,col-j);
1.1       noro     2180:                        }
                   2181:                        l--;
1.18      noro     2182:                }
                   2183:        for ( j = 0, l = 0; l < rank; j++ )
                   2184:                if ( colstat[j] ) {
                   2185:                        t = mat[l];
                   2186:                        for ( k = j; k < col; k++ )
1.24      noro     2187:                                if ( t[k] >= (unsigned int)md )
1.18      noro     2188:                                        t[k] %= md;
                   2189:                        l++;
1.32      noro     2190:                }
                   2191:        return rank;
                   2192: }
                   2193:
                   2194: int generic_gauss_elim_sf(int **mat0,int row,int col,int md,int *colstat)
                   2195: {
                   2196:        int i,j,k,l,inv,a,rank;
                   2197:        unsigned int *t,*pivot,*pk;
                   2198:        unsigned int **mat;
                   2199:
                   2200:        mat = (unsigned int **)mat0;
                   2201:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
                   2202:                for ( i = rank; i < row; i++ )
                   2203:                        if ( mat[i][j] )
                   2204:                                break;
                   2205:                if ( i == row ) {
                   2206:                        colstat[j] = 0;
                   2207:                        continue;
                   2208:                } else
                   2209:                        colstat[j] = 1;
                   2210:                if ( i != rank ) {
                   2211:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   2212:                }
                   2213:                pivot = mat[rank];
                   2214:                inv = _invsf(pivot[j]);
                   2215:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   2216:                        if ( *pk )
                   2217:                                *pk = _mulsf(*pk,inv);
                   2218:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   2219:                        t = mat[i];
                   2220:                        if ( a = t[j] )
                   2221:                                red_by_vect_sf(md,t+j,pivot+j,_chsgnsf(a),col-j);
                   2222:                }
                   2223:                rank++;
                   2224:        }
                   2225:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   2226:                if ( colstat[j] ) {
                   2227:                        pivot = mat[l];
                   2228:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   2229:                                t = mat[i];
                   2230:                                if ( a = t[j] )
                   2231:                                        red_by_vect_sf(md,t+j,pivot+j,_chsgnsf(a),col-j);
                   2232:                        }
                   2233:                        l--;
1.1       noro     2234:                }
                   2235:        return rank;
                   2236: }
                   2237:
                   2238: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2239:
1.24      noro     2240: int lu_gfmmat(GFMMAT mat,unsigned int md,int *perm)
1.1       noro     2241: {
                   2242:        int row,col;
1.24      noro     2243:        int i,j,k;
1.1       noro     2244:        unsigned int *t,*pivot;
                   2245:        unsigned int **a;
                   2246:        unsigned int inv,m;
                   2247:
                   2248:        row = mat->row; col = mat->col;
                   2249:        a = mat->body;
                   2250:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   2251:
                   2252:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2253:                perm[i] = i;
                   2254:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   2255:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   2256:                if ( i == row )
                   2257:                        return 0;
                   2258:                if ( i != k ) {
                   2259:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   2260:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   2261:                }
                   2262:                pivot = a[k];
                   2263:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   2264:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   2265:                        t = a[i];
                   2266:                        if ( m = t[k] ) {
                   2267:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   2268:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   2269:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     2270:                                                unsigned int tj;
                   2271:
                   2272:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   2273:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     2274:                                        }
                   2275:                        }
                   2276:                }
                   2277:        }
                   2278:        return 1;
                   2279: }
                   2280:
1.3       noro     2281: /*
                   2282:  Input
                   2283:        a: a row x col matrix
                   2284:        md : a modulus
                   2285:
                   2286:  Output:
                   2287:        return : d = the rank of mat
                   2288:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   2289:        rinfo: array of length row
                   2290:        cinfo: array of length col
                   2291:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   2292:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   2293: */
                   2294:
1.24      noro     2295: int find_lhs_and_lu_mod(unsigned int **a,int row,int col,
                   2296:        unsigned int md,int **rinfo,int **cinfo)
1.3       noro     2297: {
1.24      noro     2298:        int i,j,k,d;
1.3       noro     2299:        int *rp,*cp;
                   2300:        unsigned int *t,*pivot;
                   2301:        unsigned int inv,m;
                   2302:
                   2303:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2304:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   2305:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2306:                rp[i] = i;
                   2307:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   2308:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   2309:                if ( i == row ) {
                   2310:                        cp[k] = 0;
                   2311:                        continue;
                   2312:                } else
                   2313:                        cp[k] = 1;
                   2314:                if ( i != d ) {
                   2315:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   2316:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   2317:                }
                   2318:                pivot = a[d];
                   2319:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   2320:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   2321:                        t = a[i];
                   2322:                        if ( m = t[k] ) {
                   2323:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   2324:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   2325:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     2326:                                                unsigned int tj;
                   2327:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   2328:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     2329:                                        }
                   2330:                        }
                   2331:                }
                   2332:                d++;
                   2333:        }
                   2334:        return d;
                   2335: }
                   2336:
1.53      noro     2337: int lu_mod(unsigned int **a,int n,unsigned int md,int **rinfo)
                   2338: {
                   2339:        int i,j,k;
                   2340:        int *rp;
                   2341:        unsigned int *t,*pivot;
                   2342:        unsigned int inv,m;
                   2343:
                   2344:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2345:        for ( i = 0; i < n; i++ ) rp[i] = i;
                   2346:        for ( k = 0; k < n; k++ ) {
                   2347:                for ( i = k; i < n && !a[i][k]; i++ );
                   2348:                if ( i == n ) return 0;
                   2349:                if ( i != k ) {
                   2350:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[k]; rp[k] = j;
                   2351:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   2352:                }
                   2353:                pivot = a[k];
                   2354:                inv = invm(pivot[k],md);
                   2355:                for ( i = k+1; i < n; i++ ) {
                   2356:                        t = a[i];
                   2357:                        if ( m = t[k] ) {
                   2358:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   2359:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < n; j++ )
                   2360:                                        if ( pivot[j] ) {
                   2361:                                                unsigned int tj;
                   2362:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   2363:                                                t[j] = tj;
                   2364:                                        }
                   2365:                        }
                   2366:                }
                   2367:        }
                   2368:        return 1;
                   2369: }
                   2370:
1.3       noro     2371: /*
                   2372:   Input
                   2373:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   2374:        md : modulus
                   2375:        b : n x l matrix
                   2376:  Output
                   2377:        b = a^(-1)b
                   2378:  */
                   2379:
1.44      noro     2380: void solve_by_lu_mod(int **a,int n,int md,int **b,int l,int normalize)
1.3       noro     2381: {
                   2382:        unsigned int *y,*c;
                   2383:        int i,j,k;
                   2384:        unsigned int t,m,m2;
                   2385:
                   2386:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2387:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2388:        m2 = md>>1;
                   2389:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   2390:                /* copy b[.][k] to c */
                   2391:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2392:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   2393:                /* solve Ly=c */
                   2394:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2395:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   2396:                                if ( a[i][j] ) {
                   2397:                                        m = md - a[i][j];
                   2398:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   2399:                                }
                   2400:                        y[i] = t;
                   2401:                }
                   2402:                /* solve Uc=y */
                   2403:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   2404:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   2405:                                if ( a[i][j] ) {
                   2406:                                        m = md - a[i][j];
                   2407:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   2408:                                }
                   2409:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2410:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   2411:                }
                   2412:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
1.44      noro     2413:                if ( normalize )
                   2414:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2415:                                b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   2416:                else
                   2417:                        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2418:                                b[i][k] = c[i];
1.3       noro     2419:        }
                   2420: }
                   2421:
1.24      noro     2422: void Pleqm1(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     2423: {
                   2424:        MAT m;
                   2425:        VECT vect;
                   2426:        pointer **mat;
                   2427:        Q *v;
                   2428:        Q q;
                   2429:        int **wmat;
                   2430:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   2431:
                   2432:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   2433:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   2434:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2435:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2436:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   2437:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2438:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2439:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2440:                                t = rem(NM(q),md);
                   2441:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2442:                                        t = (md - t) % md;
                   2443:                                wmat[i][j] = t;
                   2444:                        } else
                   2445:                                wmat[i][j] = 0;
                   2446:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   2447:        if ( status < 0 )
                   2448:                *rp = 0;
                   2449:        else if ( status > 0 )
                   2450:                *rp = (VECT)ONE;
                   2451:        else {
                   2452:                n = col - 1;
                   2453:                MKVECT(vect,n);
                   2454:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   2455:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   2456:                }
                   2457:                *rp = vect;
                   2458:        }
                   2459: }
                   2460:
1.24      noro     2461: int gauss_elim_mod1(int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     2462: {
                   2463:        int i,j,k,inv,a,n;
                   2464:        int *t,*pivot;
                   2465:
                   2466:        n = col - 1;
                   2467:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2468:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2469:                if ( i == row )
                   2470:                        return 1;
                   2471:                if ( i != j ) {
                   2472:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2473:                }
                   2474:                pivot = mat[j];
                   2475:                inv = invm(pivot[j],md);
                   2476:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   2477:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2478:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2479:                        t = mat[i];
                   2480:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   2481:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   2482:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2483:                }
                   2484:        }
                   2485:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   2486:        if ( i == row ) {
                   2487:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2488:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   2489:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   2490:                                mat[i][j] = 0;
                   2491:                        }
                   2492:                }
                   2493:                return 0;
                   2494:        } else
                   2495:                return -1;
                   2496: }
                   2497:
1.24      noro     2498: void Pgeninvm(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     2499: {
                   2500:        MAT m;
                   2501:        pointer **mat;
                   2502:        Q **tmat;
                   2503:        Q q;
                   2504:        unsigned int **wmat;
                   2505:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   2506:        MAT mat1,mat2;
                   2507:        NODE node1,node2;
                   2508:
                   2509:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   2510:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   2511:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2512:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2513:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   2514:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2515:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2516:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2517:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2518:                                t = rem(NM(q),md);
                   2519:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2520:                                        t = (md - t) % md;
                   2521:                                wmat[i][j] = t;
                   2522:                        }
                   2523:                wmat[i][col+i] = 1;
                   2524:        }
                   2525:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   2526:        if ( status > 0 )
                   2527:                *rp = 0;
                   2528:        else {
                   2529:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   2530:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2531:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     2532:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
1.1       noro     2533:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   2534:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
1.24      noro     2535:                                UTOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
1.1       noro     2536:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2537:        }
                   2538: }
                   2539:
1.24      noro     2540: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **mat,int row,int col,int md)
1.1       noro     2541: {
                   2542:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2543:        unsigned int *t,*pivot;
                   2544:
                   2545:        n = col; m = row+col;
                   2546:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2547:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2548:                if ( i == row )
                   2549:                        return 1;
                   2550:                if ( i != j ) {
                   2551:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2552:                }
                   2553:                pivot = mat[j];
                   2554:                inv = invm(pivot[j],md);
                   2555:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2556:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2557:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2558:                        t = mat[i];
                   2559:                        if ( a = t[j] )
                   2560:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2561:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2562:                }
                   2563:        }
                   2564:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2565:                pivot = mat[j];
                   2566:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2567:                        t = mat[i];
                   2568:                        if ( a = t[j] )
                   2569:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2570:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2571:                }
                   2572:        }
                   2573:        return 0;
                   2574: }
                   2575:
1.24      noro     2576: void Psolve_by_lu_gfmmat(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     2577: {
                   2578:        GFMMAT lu;
                   2579:        Q *perm,*rhs,*v;
                   2580:        int n,i;
                   2581:        unsigned int md;
                   2582:        unsigned int *b,*sol;
                   2583:        VECT r;
                   2584:
                   2585:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   2586:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   2587:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   2588:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   2589:        n = lu->col;
                   2590:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2591:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2592:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   2593:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   2594:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   2595:        MKVECT(r,n);
                   2596:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
1.24      noro     2597:                        UTOQ(sol[i],v[i]);
1.1       noro     2598:        *rp = r;
                   2599: }
                   2600:
1.24      noro     2601: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT lu,unsigned int md,
                   2602:        unsigned int *b,unsigned int *x)
1.1       noro     2603: {
                   2604:        int n;
                   2605:        unsigned int **a;
                   2606:        unsigned int *y;
                   2607:        int i,j;
                   2608:        unsigned int t,m;
                   2609:
                   2610:        n = lu->col;
                   2611:        a = lu->body;
                   2612:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   2613:        /* solve Ly=b */
                   2614:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2615:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   2616:                        if ( a[i][j] ) {
                   2617:                                m = md - a[i][j];
                   2618:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   2619:                        }
                   2620:                y[i] = t;
                   2621:        }
                   2622:        /* solve Ux=y */
                   2623:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   2624:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   2625:                        if ( a[i][j] ) {
                   2626:                                m = md - a[i][j];
                   2627:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   2628:                        }
                   2629:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   2630:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   2631:        }
                   2632: }
                   2633:
1.53      noro     2634: void Plu_mat(NODE arg,LIST *rp)
                   2635: {
                   2636:        MAT m,lu;
                   2637:        Q dn;
                   2638:        Q *v;
                   2639:        int n,i;
                   2640:        int *iperm;
                   2641:        VECT perm;
                   2642:        NODE n0;
                   2643:
                   2644:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"lu_mat");
                   2645:        m = (MAT)ARG0(arg);
                   2646:        n = m->row;
                   2647:        MKMAT(lu,n,n);
                   2648:        lu_dec_cr(m,lu,&dn,&iperm);
                   2649:        MKVECT(perm,n);
                   2650:        for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < n; i++ )
                   2651:                STOQ(iperm[i],v[i]);
                   2652:        n0 = mknode(3,lu,dn,perm);
                   2653:        MKLIST(*rp,n0);
                   2654: }
                   2655:
1.24      noro     2656: void Plu_gfmmat(NODE arg,LIST *rp)
1.1       noro     2657: {
                   2658:        MAT m;
                   2659:        GFMMAT mm;
                   2660:        unsigned int md;
                   2661:        int i,row,col,status;
                   2662:        int *iperm;
                   2663:        Q *v;
                   2664:        VECT perm;
                   2665:        NODE n0;
                   2666:
1.53      noro     2667:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"lu_gfmmat");
                   2668:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"lu_gfmmat");
1.1       noro     2669:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2670:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   2671:        row = m->row;
                   2672:        col = m->col;
                   2673:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2674:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   2675:        if ( !status )
                   2676:                n0 = 0;
                   2677:        else {
                   2678:                MKVECT(perm,row);
                   2679:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   2680:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   2681:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   2682:        }
                   2683:        MKLIST(*rp,n0);
                   2684: }
                   2685:
1.24      noro     2686: void Pmat_to_gfmmat(NODE arg,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2687: {
                   2688:        MAT m;
                   2689:        unsigned int md;
                   2690:
                   2691:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   2692:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   2693:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2694:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   2695: }
                   2696:
1.24      noro     2697: void mat_to_gfmmat(MAT m,unsigned int md,GFMMAT *rp)
1.1       noro     2698: {
                   2699:        unsigned int **wmat;
                   2700:        unsigned int t;
                   2701:        Q **mat;
                   2702:        Q q;
                   2703:        int i,j,row,col;
                   2704:
                   2705:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   2706:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   2707:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2708:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   2709:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2710:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   2711:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2712:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2713:                                        t = (md - t) % md;
                   2714:                                wmat[i][j] = t;
                   2715:                        }
                   2716:        }
                   2717:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   2718: }
                   2719:
1.27      noro     2720: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   2721: NODE arg;
                   2722: LIST *rp;
1.1       noro     2723: {
                   2724:        MAT m;
                   2725:        pointer **mat;
                   2726:        Q **tmat;
                   2727:        Q *tvect;
                   2728:        Q q;
                   2729:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   2730:        int *index;
                   2731:        unsigned int t,md;
                   2732:        int i,j,row,col,status;
                   2733:        MAT mat1;
                   2734:        VECT vect1;
                   2735:        NODE node1,node2;
                   2736:
                   2737:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   2738:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   2739:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2740:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   2741:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   2742:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2743:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2744:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2745:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   2746:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   2747:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   2748:                                        t = (md - t) % md;
                   2749:                                wmat[i][j] = t;
                   2750:                        }
                   2751:                wmat[i][col+i] = 1;
                   2752:        }
                   2753:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   2754:        if ( status > 0 )
                   2755:                *rp = 0;
                   2756:        else {
                   2757:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2758:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2759:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2760:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   2761:                MKVECT(vect1,row);
                   2762:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2763:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2764:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2765:        }
                   2766: }
                   2767:
1.27      noro     2768: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   2769: unsigned int **mat;
                   2770: int row,col;
                   2771: unsigned int md;
                   2772: unsigned int ***invmatp;
                   2773: int **indexp;
1.1       noro     2774: {
                   2775:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   2776:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   2777:        int *index;
                   2778:        unsigned int **invmat;
                   2779:
                   2780:        n = col; m = row+col;
                   2781:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2782:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2783:                index[i] = i;
                   2784:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2785:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2786:                if ( i == row ) {
                   2787:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2788:                }
                   2789:                if ( i != j ) {
                   2790:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2791:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2792:                }
                   2793:                pivot = mat[j];
                   2794:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   2795:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2796:                        if ( pivot[k] )
                   2797:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   2798:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2799:                        t = mat[i];
                   2800:                        if ( a = t[j] )
                   2801:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2802:                                        if ( pivot[k] )
                   2803:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2804:                }
                   2805:        }
                   2806:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2807:                pivot = mat[j];
                   2808:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2809:                        t = mat[i];
                   2810:                        if ( a = t[j] )
                   2811:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2812:                                        if ( pivot[k] )
                   2813:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2814:                }
                   2815:        }
                   2816:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
1.27      noro     2817:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2818:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2819:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2820:        return 0;
                   2821: }
                   2822:
                   2823: void Pgeninv_sf_swap(NODE arg,LIST *rp)
                   2824: {
                   2825:        MAT m;
                   2826:        GFS **mat,**tmat;
                   2827:        Q *tvect;
                   2828:        GFS q;
                   2829:        int **wmat,**invmat;
                   2830:        int *index;
                   2831:        unsigned int t;
                   2832:        int i,j,row,col,status;
                   2833:        MAT mat1;
                   2834:        VECT vect1;
                   2835:        NODE node1,node2;
                   2836:
                   2837:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninv_sf_swap");
                   2838:        m = (MAT)ARG0(arg);
                   2839:        row = m->row; col = m->col; mat = (GFS **)m->body;
                   2840:        wmat = (int **)almat(row,col+row);
                   2841:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2842:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   2843:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2844:                        if ( q = (GFS)mat[i][j] )
                   2845:                                wmat[i][j] = FTOIF(CONT(q));
                   2846:                wmat[i][col+i] = _onesf();
                   2847:        }
                   2848:        status = gauss_elim_geninv_sf_swap(wmat,row,col,&invmat,&index);
                   2849:        if ( status > 0 )
                   2850:                *rp = 0;
                   2851:        else {
                   2852:                MKMAT(mat1,col,col);
                   2853:                for ( i = 0, tmat = (GFS **)mat1->body; i < col; i++ )
                   2854:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   2855:                                if ( t = invmat[i][j] ) {
                   2856:                                        MKGFS(IFTOF(t),tmat[i][j]);
                   2857:                                }
                   2858:                MKVECT(vect1,row);
                   2859:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   2860:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   2861:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   2862:        }
                   2863: }
                   2864:
                   2865: int gauss_elim_geninv_sf_swap(int **mat,int row,int col,
                   2866:        int ***invmatp,int **indexp)
                   2867: {
                   2868:        int i,j,k,inv,a,n,m,u;
                   2869:        int *t,*pivot,*s;
                   2870:        int *index;
                   2871:        int **invmat;
                   2872:
                   2873:        n = col; m = row+col;
                   2874:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   2875:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2876:                index[i] = i;
                   2877:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   2878:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   2879:                if ( i == row ) {
                   2880:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   2881:                }
                   2882:                if ( i != j ) {
                   2883:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   2884:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   2885:                }
                   2886:                pivot = mat[j];
                   2887:                inv = _invsf(pivot[j]);
                   2888:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   2889:                        if ( pivot[k] )
                   2890:                                pivot[k] = _mulsf(pivot[k],inv);
                   2891:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   2892:                        t = mat[i];
                   2893:                        if ( a = t[j] )
                   2894:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2895:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2896:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2897:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2898:                                        }
                   2899:                }
                   2900:        }
                   2901:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2902:                pivot = mat[j];
                   2903:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2904:                        t = mat[i];
                   2905:                        if ( a = t[j] )
                   2906:                                for ( k = j, a = _chsgnsf(a); k < m; k++ )
                   2907:                                        if ( pivot[k] ) {
                   2908:                                                u = _mulsf(pivot[k],a);
                   2909:                                                t[k] = _addsf(u,t[k]);
                   2910:                                        }
                   2911:                }
                   2912:        }
                   2913:        *invmatp = invmat = (int **)almat(col,col);
1.1       noro     2914:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2915:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2916:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2917:        return 0;
                   2918: }
                   2919:
                   2920: void _addn(N,N,N);
                   2921: int _subn(N,N,N);
                   2922: void _muln(N,N,N);
                   2923:
1.24      noro     2924: void inner_product_int(Q *a,Q *b,int n,Q *r)
1.1       noro     2925: {
                   2926:        int la,lb,i;
                   2927:        int sgn,sgn1;
                   2928:        N wm,wma,sum,t;
                   2929:
                   2930:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2931:                if ( a[i] )
                   2932:                        if ( DN(a[i]) )
                   2933:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2934:                        else
                   2935:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2936:                if ( b[i] )
                   2937:                        if ( DN(b[i]) )
                   2938:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2939:                        else
                   2940:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2941:        }
                   2942:        sgn = 0;
                   2943:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2944:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2945:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2946:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2947:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2948:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2949:                        continue;
                   2950:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2951:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2952:                if ( !sgn ) {
                   2953:                        sgn = sgn1;
                   2954:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2955:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2956:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2957:                        if ( !PL(wma) )
                   2958:                                sgn = 0;
                   2959:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2960:                } else {
                   2961:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2962:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2963:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2964:                }
                   2965:        }
1.61      noro     2966:        GCFREE(wm);
                   2967:        GCFREE(wma);
1.1       noro     2968:        if ( !sgn ) {
1.61      noro     2969:                GCFREE(sum);
1.1       noro     2970:                *r = 0;
                   2971:        } else
                   2972:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2973: }
                   2974:
1.3       noro     2975: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2976:
1.24      noro     2977: void inner_product_mat_int_mod(Q **a,int **b,int n,int k,int l,Q *r)
1.3       noro     2978: {
                   2979:        int la,lb,i;
                   2980:        int sgn,sgn1;
                   2981:        N wm,wma,sum,t;
                   2982:        Q aki;
                   2983:        int bil,bilsgn;
                   2984:        struct oN tn;
                   2985:
                   2986:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2987:                if ( aki = a[k][i] )
                   2988:                        if ( DN(aki) )
                   2989:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2990:                        else
                   2991:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2992:        }
                   2993:        lb = 1;
                   2994:        sgn = 0;
                   2995:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2996:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2997:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2998:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2999:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   3000:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   3001:                        continue;
                   3002:                tn.p = 1;
                   3003:                if ( bil > 0 ) {
                   3004:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   3005:                } else {
                   3006:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   3007:                }
                   3008:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   3009:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   3010:                if ( !sgn ) {
                   3011:                        sgn = sgn1;
                   3012:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   3013:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   3014:                        _addn(sum,wm,wma);
                   3015:                        if ( !PL(wma) )
                   3016:                                sgn = 0;
                   3017:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   3018:                } else {
                   3019:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   3020:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   3021:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   3022:                }
                   3023:        }
1.61      noro     3024:        GCFREE(wm);
                   3025:        GCFREE(wma);
1.3       noro     3026:        if ( !sgn ) {
1.61      noro     3027:                GCFREE(sum);
1.3       noro     3028:                *r = 0;
                   3029:        } else
                   3030:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   3031: }
                   3032:
1.24      noro     3033: void Pmul_mat_vect_int(NODE arg,VECT *rp)
1.1       noro     3034: {
                   3035:        MAT mat;
                   3036:        VECT vect,r;
                   3037:        int row,col,i;
                   3038:
                   3039:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   3040:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   3041:        row = mat->row;
                   3042:        col = mat->col;
                   3043:        MKVECT(r,row);
1.24      noro     3044:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   3045:                inner_product_int((Q *)mat->body[i],(Q *)vect->body,col,(Q *)&r->body[i]);
                   3046:        }
1.1       noro     3047:        *rp = r;
                   3048: }
                   3049:
1.24      noro     3050: void Pnbpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     3051: {
                   3052:        int m,type,ret;
                   3053:        UP2 r;
                   3054:
                   3055:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   3056:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   3057:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   3058:        if ( ret == 0 )
                   3059:                MKGF2N(r,*rp);
                   3060:        else
                   3061:                *rp = 0;
                   3062: }
                   3063:
1.24      noro     3064: void Px962_irredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     3065: {
1.24      noro     3066:        int m,ret,w;
1.1       noro     3067:        GF2N prev;
                   3068:        UP2 r;
                   3069:
                   3070:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   3071:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   3072:        if ( !prev ) {
                   3073:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3074:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3075:        } else {
                   3076:                r = prev->body;
                   3077:                if ( degup2(r) != m ) {
                   3078:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3079:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3080:                }
                   3081:        }
1.24      noro     3082:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     3083:        if ( ret == 0 )
                   3084:                MKGF2N(r,*rp);
                   3085:        else
                   3086:                *rp = 0;
                   3087: }
                   3088:
1.24      noro     3089: void Pirredpoly_up2(NODE arg,GF2N *rp)
1.1       noro     3090: {
1.24      noro     3091:        int m,ret,w;
1.1       noro     3092:        GF2N prev;
                   3093:        UP2 r;
                   3094:
                   3095:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   3096:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   3097:        if ( !prev ) {
                   3098:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3099:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3100:        } else {
                   3101:                r = prev->body;
                   3102:                if ( degup2(r) != m ) {
                   3103:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   3104:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   3105:                }
                   3106:        }
1.24      noro     3107:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m);
1.1       noro     3108:        if ( ret == 0 )
                   3109:                MKGF2N(r,*rp);
                   3110:        else
                   3111:                *rp = 0;
                   3112: }
                   3113:
1.26      noro     3114: void Pmat_swap_row_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   3115: {
                   3116:        int i1,i2;
                   3117:        pointer *t;
                   3118:        MAT mat;
                   3119:
                   3120:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_row_destructive");
                   3121:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   3122:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_row_destructive");
                   3123:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   3124:        i1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   3125:        i2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   3126:        if ( i1 < 0 || i2 < 0 || i1 >= mat->row || i2 >= mat->row )
                   3127:                error("mat_swap_row_destructive : Out of range");
                   3128:        t = mat->body[i1];
                   3129:        mat->body[i1] = mat->body[i2];
                   3130:        mat->body[i2] = t;
                   3131:        *m = mat;
                   3132: }
                   3133:
                   3134: void Pmat_swap_col_destructive(NODE arg, MAT *m)
                   3135: {
                   3136:        int j1,j2,i,n;
                   3137:        pointer *mi;
                   3138:        pointer t;
                   3139:        MAT mat;
                   3140:
                   3141:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_swap_col_destructive");
                   3142:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   3143:        asir_assert(ARG2(arg),O_N,"mat_swap_col_destructive");
                   3144:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   3145:        j1 = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   3146:        j2 = QTOS((Q)ARG2(arg));
                   3147:        if ( j1 < 0 || j2 < 0 || j1 >= mat->col || j2 >= mat->col )
                   3148:                error("mat_swap_col_destructive : Out of range");
                   3149:        n = mat->row;
                   3150:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   3151:                mi = mat->body[i];
                   3152:                t = mi[j1]; mi[j1] = mi[j2]; mi[j2] = t;
                   3153:        }
                   3154:        *m = mat;
                   3155: }
1.1       noro     3156: /*
                   3157:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   3158:  * IEEE P1363 A.7.2
                   3159:  *
                   3160:  * return value : 0  --- exists
                   3161:  *                1  --- does not exist
                   3162:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   3163:  */
                   3164:
                   3165: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   3166: {
                   3167:        int i,r;
                   3168:        int w;
                   3169:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   3170:
                   3171:        w = (m>>5)+1;
                   3172:        switch ( type ) {
                   3173:                case 1:
                   3174:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   3175:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   3176:                        /* set all the bits */
                   3177:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   3178:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   3179:                        /* mask the top word if necessary */
                   3180:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   3181:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   3182:                        return 0;
                   3183:                        break;
                   3184:                case 2:
                   3185:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   3186:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   3187:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   3188:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   3189:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   3190:
                   3191:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   3192:
                   3193:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   3194:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   3195:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   3196:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   3197:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   3198:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   3199:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   3200:                                /* cyclic change of the variables */
                   3201:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   3202:                        }
                   3203:                        _copyup2(f1,f);
                   3204:                        return 0;
                   3205:                        break;
                   3206:                default:
                   3207:                        return -1;
                   3208:                        break;
                   3209:                }
                   3210: }
                   3211:
                   3212: /*
                   3213:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   3214:  * return value : 0  --- exists
                   3215:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   3216:  */
                   3217:
                   3218: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   3219: {
                   3220:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   3221:        int w;
                   3222:        unsigned int *fd;
                   3223:
                   3224:        /*
                   3225:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   3226:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   3227:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   3228:         */
                   3229:
                   3230:        fd = f->b;
                   3231:        w = (d>>5)+1;
                   3232:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   3233:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   3234:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   3235:                switch ( nz ) {
                   3236:                        case 3:
                   3237:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3238:                                /* reset i0-th bit */
                   3239:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3240:                                j0 = k0 = 0;
                   3241:                                break;
                   3242:                        case 5:
                   3243:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3244:                                /* reset i0-th bit */
                   3245:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3246:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   3247:                                /* reset j0-th bit */
                   3248:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   3249:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   3250:                                /* reset k0-th bit */
                   3251:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   3252:                                break;
                   3253:                        default:
                   3254:                                f->w = 0; break;
                   3255:                }
                   3256:        } else
                   3257:                f->w = 0;
                   3258:
                   3259:        if ( !f->w ) {
                   3260:                fd = f->b;
                   3261:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   3262:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   3263:        }
                   3264:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   3265:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   3266:
                   3267:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   3268:
                   3269:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   3270:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3271:                if ( i < i0 ) continue;
                   3272:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   3273:                /* set i-th bit */
                   3274:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3275:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3276:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3277:                /* reset i-th bit */
                   3278:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3279:        }
                   3280:
                   3281:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   3282: PENTA:
                   3283:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   3284:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3285:                if ( i < i0 ) continue;
                   3286:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   3287:                /* set i-th bit */
                   3288:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3289:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   3290:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   3291:                        if ( j < j0 ) continue;
                   3292:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   3293:                        /* set j-th bit */
                   3294:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   3295:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   3296:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3297:                                if ( k < k0 ) continue;
                   3298:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   3299:                                /* set k-th bit */
                   3300:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   3301:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3302:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3303:                                /* reset k-th bit */
                   3304:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   3305:                        }
                   3306:                        /* reset j-th bit */
                   3307:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   3308:                }
                   3309:                /* reset i-th bit */
                   3310:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3311:        }
                   3312:        /* exhausted */
                   3313:        return 1;
                   3314: }
                   3315:
                   3316: /*
                   3317:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   3318:  *
                   3319:  * searching strategy:
                   3320:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   3321:  *         i is as small as possible.
                   3322:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   3323:  *         i is as small as possible.
                   3324:  *         For such i, j is as small as possible.
                   3325:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   3326:  *
                   3327:  * return value : 0  --- exists
                   3328:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   3329:  */
                   3330:
                   3331: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   3332: {
                   3333:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   3334:        int w;
                   3335:        unsigned int *fd;
                   3336:
                   3337:        /*
                   3338:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   3339:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   3340:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   3341:         */
                   3342:
                   3343:        fd = f->b;
                   3344:        w = (d>>5)+1;
                   3345:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   3346:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   3347:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   3348:                switch ( nz ) {
                   3349:                        case 3:
                   3350:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3351:                                /* reset i0-th bit */
                   3352:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3353:                                j0 = k0 = 0;
                   3354:                                break;
                   3355:                        case 5:
                   3356:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   3357:                                /* reset i0-th bit */
                   3358:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   3359:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   3360:                                /* reset j0-th bit */
                   3361:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   3362:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   3363:                                /* reset k0-th bit */
                   3364:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   3365:                                break;
                   3366:                        default:
                   3367:                                f->w = 0; break;
                   3368:                }
                   3369:        } else
                   3370:                f->w = 0;
                   3371:
                   3372:        if ( !f->w ) {
                   3373:                fd = f->b;
                   3374:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   3375:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   3376:        }
                   3377:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   3378:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   3379:
                   3380:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   3381:
                   3382:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   3383:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3384:                if ( i < i0 ) continue;
                   3385:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   3386:                /* set i-th bit */
                   3387:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3388:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3389:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3390:                /* reset i-th bit */
                   3391:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3392:        }
                   3393:
                   3394:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   3395: PENTA:
                   3396:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   3397:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3398:                if ( i < i0 ) continue;
                   3399:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   3400:                /* set i-th bit */
                   3401:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   3402:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   3403:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   3404:                        if ( j < j0 ) continue;
                   3405:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   3406:                        /* set j-th bit */
                   3407:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   3408:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   3409:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   3410:                                if ( k < k0 ) continue;
                   3411:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   3412:                                /* set k-th bit */
                   3413:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   3414:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   3415:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   3416:                                /* reset k-th bit */
                   3417:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   3418:                        }
                   3419:                        /* reset j-th bit */
                   3420:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   3421:                }
                   3422:                /* reset i-th bit */
                   3423:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   3424:        }
                   3425:        /* exhausted */
                   3426:        return 1;
1.3       noro     3427: }
                   3428:
1.24      noro     3429: void printqmat(Q **mat,int row,int col)
1.3       noro     3430: {
                   3431:        int i,j;
                   3432:
                   3433:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   3434:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     3435:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     3436:                }
                   3437:                printf("\n");
                   3438:        }
                   3439: }
                   3440:
1.24      noro     3441: void printimat(int **mat,int row,int col)
1.3       noro     3442: {
                   3443:        int i,j;
                   3444:
                   3445:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   3446:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   3447:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   3448:                }
                   3449:                printf("\n");
                   3450:        }
1.36      noro     3451: }
                   3452:
                   3453: void Pnd_det(NODE arg,P *rp)
                   3454: {
1.37      noro     3455:        if ( argc(arg) == 1 )
                   3456:                nd_det(0,ARG0(arg),rp);
                   3457:        else
                   3458:                nd_det(QTOS((Q)ARG1(arg)),ARG0(arg),rp);
1.1       noro     3459: }
1.59      ohara    3460:
1.62    ! ohara    3461: void Pmat_col(NODE arg,VECT *rp)
1.59      ohara    3462: {
                   3463:        int i,j,n;
                   3464:        MAT mat;
                   3465:        VECT vect;
                   3466:
                   3467:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_col");
                   3468:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_col");
                   3469:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   3470:        j = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   3471:        if ( j < 0 || j >= mat->col) {
                   3472:                error("mat_col : Out of range");
                   3473:        }
                   3474:        n = mat->row;
                   3475:        MKVECT(vect,n);
                   3476:        for(i=0; i<n; i++) {
                   3477:                BDY(vect)[i] = BDY(mat)[i][j];
                   3478:        }
                   3479:        *rp = vect;
                   3480: }

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