[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 1.9

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:  *
1.9     ! noro       48:  * $OpenXM: OpenXM_contrib2/asir2000/builtin/array.c,v 1.8 2000/09/21 09:19:25 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:
                     55: #if 0
1.1       noro       56: #undef DMAR
                     57: #define DMAR(a1,a2,a3,d,r) (r)=dmar(a1,a2,a3,d);
1.4       noro       58: #endif
1.1       noro       59:
                     60: extern int Print; /* XXX */
                     61:
1.3       noro       62: void inner_product_mat_int_mod(Q **,int **,int,int,int,Q *);
                     63: void solve_by_lu_mod(int **,int,int,int **,int);
1.1       noro       64: void solve_by_lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,unsigned int *,unsigned int *);
                     65: int lu_gfmmat(GFMMAT,unsigned int,int *);
                     66: void mat_to_gfmmat(MAT,unsigned int,GFMMAT *);
                     67:
                     68: int generic_gauss_elim_mod(int **,int,int,int,int *);
                     69: int generic_gauss_elim(MAT ,MAT *,Q *,int **,int **);
                     70:
                     71: int gauss_elim_mod(int **,int,int,int);
                     72: int gauss_elim_mod1(int **,int,int,int);
                     73: int gauss_elim_geninv_mod(unsigned int **,int,int,int);
                     74: int gauss_elim_geninv_mod_swap(unsigned int **,int,int,unsigned int,unsigned int ***,int **);
                     75: void Pnewvect(), Pnewmat(), Psepvect(), Psize(), Pdet(), Pleqm(), Pleqm1(), Pgeninvm();
1.9     ! noro       76: void Pnewbytearray();
1.1       noro       77:
                     78: void Pgeneric_gauss_elim_mod();
                     79:
                     80: void Pmat_to_gfmmat(),Plu_gfmmat(),Psolve_by_lu_gfmmat();
                     81: void Pgeninvm_swap(), Premainder(), Psremainder(), Pvtol();
                     82: void sepvect();
                     83: void Pmulmat_gf2n();
                     84: void Pbconvmat_gf2n();
                     85: void Pmul_vect_mat_gf2n();
                     86: void PNBmul_gf2n();
                     87: void Pmul_mat_vect_int();
                     88: void Psepmat_destructive();
                     89: void Px962_irredpoly_up2();
                     90: void Pirredpoly_up2();
                     91: void Pnbpoly_up2();
                     92: void Pqsort();
                     93:
                     94: struct ftab array_tab[] = {
                     95:        {"solve_by_lu_gfmmat",Psolve_by_lu_gfmmat,4},
                     96:        {"lu_gfmmat",Plu_gfmmat,2},
                     97:        {"mat_to_gfmmat",Pmat_to_gfmmat,2},
                     98:        {"generic_gauss_elim_mod",Pgeneric_gauss_elim_mod,2},
                     99:        {"newvect",Pnewvect,-2},
                    100:        {"newmat",Pnewmat,-3},
1.9     ! noro      101:        {"newbytearray",Pnewbytearray,-2},
1.1       noro      102:        {"sepmat_destructive",Psepmat_destructive,2},
                    103:        {"sepvect",Psepvect,2},
                    104:        {"qsort",Pqsort,-2},
                    105:        {"vtol",Pvtol,1},
                    106:        {"size",Psize,1},
                    107:        {"det",Pdet,-2},
                    108:        {"leqm",Pleqm,2},
                    109:        {"leqm1",Pleqm1,2},
                    110:        {"geninvm",Pgeninvm,2},
                    111:        {"geninvm_swap",Pgeninvm_swap,2},
                    112:        {"remainder",Premainder,2},
                    113:        {"sremainder",Psremainder,2},
                    114:        {"mulmat_gf2n",Pmulmat_gf2n,1},
                    115:        {"bconvmat_gf2n",Pbconvmat_gf2n,-4},
                    116:        {"mul_vect_mat_gf2n",Pmul_vect_mat_gf2n,2},
                    117:        {"mul_mat_vect_int",Pmul_mat_vect_int,2},
                    118:        {"nbmul_gf2n",PNBmul_gf2n,3},
                    119:        {"x962_irredpoly_up2",Px962_irredpoly_up2,2},
                    120:        {"irredpoly_up2",Pirredpoly_up2,2},
                    121:        {"nbpoly_up2",Pnbpoly_up2,2},
                    122:        {0,0,0},
                    123: };
                    124:
                    125: int comp_obj(a,b)
                    126: Obj *a,*b;
                    127: {
                    128:        return arf_comp(CO,*a,*b);
                    129: }
                    130:
                    131: static FUNC generic_comp_obj_func;
                    132: static NODE generic_comp_obj_arg;
                    133:
                    134: int generic_comp_obj(a,b)
                    135: Obj *a,*b;
                    136: {
                    137:        Q r;
                    138:
                    139:        BDY(generic_comp_obj_arg)=(pointer)(*a);
                    140:        BDY(NEXT(generic_comp_obj_arg))=(pointer)(*b);
                    141:        r = (Q)bevalf(generic_comp_obj_func,generic_comp_obj_arg);
                    142:        if ( !r )
                    143:                return 0;
                    144:        else
                    145:                return SGN(r)>0?1:-1;
                    146: }
                    147:
                    148:
                    149: void Pqsort(arg,rp)
                    150: NODE arg;
                    151: VECT *rp;
                    152: {
                    153:        VECT vect;
                    154:        char buf[BUFSIZ];
                    155:        char *fname;
                    156:        NODE n;
                    157:        P p;
                    158:        V v;
                    159:
                    160:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"qsort");
                    161:        vect = (VECT)ARG0(arg);
                    162:        if ( argc(arg) == 1 )
                    163:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))comp_obj);
                    164:        else {
                    165:                p = (P)ARG1(arg);
                    166:                if ( !p || OID(p)!=2 )
                    167:                        error("qsort : invalid argument");
                    168:                v = VR(p);
                    169:                if ( (int)v->attr != V_SR )
                    170:                        error("qsort : no such function");
                    171:                generic_comp_obj_func = (FUNC)v->priv;
                    172:                MKNODE(n,0,0); MKNODE(generic_comp_obj_arg,0,n);
                    173:                qsort(BDY(vect),vect->len,sizeof(Obj),(int (*)(const void *,const void *))generic_comp_obj);
                    174:        }
                    175:        *rp = vect;
                    176: }
                    177:
                    178: void PNBmul_gf2n(arg,rp)
                    179: NODE arg;
                    180: GF2N *rp;
                    181: {
                    182:        GF2N a,b;
                    183:        GF2MAT mat;
                    184:        int n,w;
                    185:        unsigned int *ab,*bb;
                    186:        UP2 r;
                    187:
                    188:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    189:        b = (GF2N)ARG1(arg);
                    190:        mat = (GF2MAT)ARG2(arg);
                    191:        if ( !a || !b )
                    192:                *rp = 0;
                    193:        else {
                    194:                n = mat->row;
                    195:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    196:
                    197:                ab = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    198:                bzero((char *)ab,w*sizeof(unsigned int));
                    199:                bcopy(a->body->b,ab,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    200:
                    201:                bb = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    202:                bzero((char *)bb,w*sizeof(unsigned int));
                    203:                bcopy(b->body->b,bb,(b->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    204:
                    205:                NEWUP2(r,w);
                    206:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    207:                mul_nb(mat,ab,bb,r->b);
                    208:                r->w = w;
                    209:                _adjup2(r);
                    210:                if ( !r->w )
                    211:                        *rp = 0;
                    212:                else
                    213:                        MKGF2N(r,*rp);
                    214:        }
                    215: }
                    216:
                    217: void Pmul_vect_mat_gf2n(arg,rp)
                    218: NODE arg;
                    219: GF2N *rp;
                    220: {
                    221:        GF2N a;
                    222:        GF2MAT mat;
                    223:        int n,w;
                    224:        unsigned int *b;
                    225:        UP2 r;
                    226:
                    227:        a = (GF2N)ARG0(arg);
                    228:        mat = (GF2MAT)ARG1(arg);
                    229:        if ( !a )
                    230:                *rp = 0;
                    231:        else {
                    232:                n = mat->row;
                    233:                w = (n+BSH-1)/BSH;
                    234:                b = (unsigned int *)ALLOCA(w*sizeof(unsigned int));
                    235:                bzero((char *)b,w*sizeof(unsigned int));
                    236:                bcopy(a->body->b,b,(a->body->w)*sizeof(unsigned int));
                    237:                NEWUP2(r,w);
                    238:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                    239:                mulgf2vectmat(mat->row,b,mat->body,r->b);
                    240:                r->w = w;
                    241:                _adjup2(r);
                    242:                if ( !r->w )
                    243:                        *rp = 0;
                    244:                else {
                    245:                        MKGF2N(r,*rp);
                    246:                }
                    247:        }
                    248: }
                    249:
                    250: void Pbconvmat_gf2n(arg,rp)
                    251: NODE arg;
                    252: LIST *rp;
                    253: {
                    254:        P p0,p1;
                    255:        int to;
                    256:        GF2MAT p01,p10;
                    257:        GF2N root;
                    258:        NODE n0,n1;
                    259:
                    260:        p0 = (P)ARG0(arg);
                    261:        p1 = (P)ARG1(arg);
                    262:        to = ARG2(arg)?1:0;
                    263:        if ( argc(arg) == 4 ) {
                    264:                root = (GF2N)ARG3(arg);
                    265:                compute_change_of_basis_matrix_with_root(p0,p1,to,root,&p01,&p10);
                    266:        } else
                    267:                compute_change_of_basis_matrix(p0,p1,to,&p01,&p10);
                    268:        MKNODE(n1,p10,0); MKNODE(n0,p01,n1);
                    269:        MKLIST(*rp,n0);
                    270: }
                    271:
                    272: void Pmulmat_gf2n(arg,rp)
                    273: NODE arg;
                    274: GF2MAT *rp;
                    275: {
                    276:        GF2MAT m;
                    277:
                    278:        if ( !compute_multiplication_matrix((P)ARG0(arg),&m) )
                    279:                error("mulmat_gf2n : input is not a normal polynomial");
                    280:        *rp = m;
                    281: }
                    282:
                    283: void Psepmat_destructive(arg,rp)
                    284: NODE arg;
                    285: LIST *rp;
                    286: {
                    287:        MAT mat,mat1;
                    288:        int i,j,row,col;
                    289:        Q **a,**a1;
                    290:        Q ent;
                    291:        N nm,mod,rem,quo;
                    292:        int sgn;
                    293:        NODE n0,n1;
                    294:
                    295:        mat = (MAT)ARG0(arg); mod = NM((Q)ARG1(arg));
                    296:        row = mat->row; col = mat->col;
                    297:        MKMAT(mat1,row,col);
                    298:        a = (Q **)mat->body; a1 = (Q **)mat1->body;
                    299:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    300:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                    301:                        ent = a[i][j];
                    302:                        if ( !ent )
                    303:                                continue;
                    304:                        nm = NM(ent);
                    305:                        sgn = SGN(ent);
                    306:                        divn(nm,mod,&quo,&rem);
                    307: /*                     if ( quo != nm && rem != nm ) */
                    308: /*                             GC_free(nm); */
                    309: /*                     GC_free(ent); */
                    310:                        NTOQ(rem,sgn,a[i][j]); NTOQ(quo,sgn,a1[i][j]);
                    311:                }
                    312:        MKNODE(n1,mat1,0); MKNODE(n0,mat,n1);
                    313:        MKLIST(*rp,n0);
                    314: }
                    315:
                    316: void Psepvect(arg,rp)
                    317: NODE arg;
                    318: VECT *rp;
                    319: {
                    320:        sepvect((VECT)ARG0(arg),QTOS((Q)ARG1(arg)),rp);
                    321: }
                    322:
                    323: void sepvect(v,d,rp)
                    324: VECT v;
                    325: int d;
                    326: VECT *rp;
                    327: {
                    328:        int i,j,k,n,q,q1,r;
                    329:        pointer *pv,*pw,*pu;
                    330:        VECT w,u;
                    331:
                    332:        n = v->len;
                    333:        if ( d > n )
                    334:                d = n;
                    335:        q = n/d; r = n%d; q1 = q+1;
                    336:        MKVECT(w,d); *rp = w;
                    337:        pv = BDY(v); pw = BDY(w); k = 0;
                    338:        for ( i = 0; i < r; i++ ) {
                    339:                MKVECT(u,q1); pw[i] = (pointer)u;
                    340:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q1; j++, k++ )
                    341:                        pu[j] = pv[k];
                    342:        }
                    343:        for ( ; i < d; i++ ) {
                    344:                MKVECT(u,q); pw[i] = (pointer)u;
                    345:                for ( pu = BDY(u), j = 0; j < q; j++, k++ )
                    346:                        pu[j] = pv[k];
                    347:        }
                    348: }
                    349:
                    350: void Pnewvect(arg,rp)
                    351: NODE arg;
                    352: VECT *rp;
                    353: {
                    354:        int len,i,r;
                    355:        VECT vect;
                    356:        pointer *vb;
                    357:        LIST list;
                    358:        NODE tn;
                    359:
                    360:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newvect");
                    361:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
1.5       noro      362:        if ( len < 0 )
1.1       noro      363:                error("newvect : invalid size");
                    364:        MKVECT(vect,len);
                    365:        if ( argc(arg) == 2 ) {
                    366:                list = (LIST)ARG1(arg);
                    367:                asir_assert(list,O_LIST,"newvect");
                    368:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
                    369:                if ( r > len ) {
                    370:                        *rp = vect;
                    371:                        return;
                    372:                }
                    373:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(vect); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
                    374:                        vb[i] = (pointer)BDY(tn);
                    375:        }
                    376:        *rp = vect;
1.9     ! noro      377: }
        !           378:
        !           379: void Pnewbytearray(arg,rp)
        !           380: NODE arg;
        !           381: BYTEARRAY *rp;
        !           382: {
        !           383:        int len,i,r;
        !           384:        BYTEARRAY array;
        !           385:        unsigned char *vb;
        !           386:        LIST list;
        !           387:        NODE tn;
        !           388:
        !           389:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newbytearray");
        !           390:        len = QTOS((Q)ARG0(arg));
        !           391:        if ( len < 0 )
        !           392:                error("newbytearray : invalid size");
        !           393:        MKBYTEARRAY(array,len);
        !           394:        if ( argc(arg) == 2 ) {
        !           395:                list = (LIST)ARG1(arg);
        !           396:                asir_assert(list,O_LIST,"newbytearray");
        !           397:                for ( r = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) );
        !           398:                if ( r > len ) {
        !           399:                        *rp = array;
        !           400:                        return;
        !           401:                }
        !           402:                for ( i = 0, tn = BDY(list), vb = BDY(array); tn; i++, tn = NEXT(tn) )
        !           403:                        vb[i] = (unsigned char)QTOS((Q)BDY(tn));
        !           404:        }
        !           405:        *rp = array;
1.1       noro      406: }
                    407:
                    408: void Pnewmat(arg,rp)
                    409: NODE arg;
                    410: MAT *rp;
                    411: {
                    412:        int row,col;
                    413:        int i,j,r,c;
                    414:        NODE tn,sn;
                    415:        MAT m;
                    416:        pointer **mb;
                    417:        LIST list;
                    418:
                    419:        asir_assert(ARG0(arg),O_N,"newmat");
                    420:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"newmat");
                    421:        row = QTOS((Q)ARG0(arg)); col = QTOS((Q)ARG1(arg));
1.5       noro      422:        if ( row < 0 || col < 0 )
1.1       noro      423:                error("newmat : invalid size");
                    424:        MKMAT(m,row,col);
                    425:        if ( argc(arg) == 3 ) {
                    426:                list = (LIST)ARG2(arg);
                    427:                asir_assert(list,O_LIST,"newmat");
                    428:                for ( r = 0, c = 0, tn = BDY(list); tn; r++, tn = NEXT(tn) ) {
                    429:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) );
                    430:                        c = MAX(c,j);
                    431:                }
                    432:                if ( (r > row) || (c > col) ) {
                    433:                        *rp = m;
                    434:                        return;
                    435:                }
                    436:                for ( i = 0, tn = BDY(list), mb = BDY(m); tn; i++, tn = NEXT(tn) ) {
                    437:                        asir_assert(BDY(tn),O_LIST,"newmat");
                    438:                        for ( j = 0, sn = BDY((LIST)BDY(tn)); sn; j++, sn = NEXT(sn) )
                    439:                                mb[i][j] = (pointer)BDY(sn);
                    440:                }
                    441:        }
                    442:        *rp = m;
                    443: }
                    444:
                    445: void Pvtol(arg,rp)
                    446: NODE arg;
                    447: LIST *rp;
                    448: {
                    449:        NODE n,n1;
                    450:        VECT v;
                    451:        pointer *a;
                    452:        int len,i;
                    453:
                    454:        asir_assert(ARG0(arg),O_VECT,"vtol");
                    455:        v = (VECT)ARG0(arg); len = v->len; a = BDY(v);
                    456:        for ( i = len - 1, n = 0; i >= 0; i-- ) {
                    457:                MKNODE(n1,a[i],n); n = n1;
                    458:        }
                    459:        MKLIST(*rp,n);
                    460: }
                    461:
                    462: void Premainder(arg,rp)
                    463: NODE arg;
                    464: Obj *rp;
                    465: {
                    466:        Obj a;
                    467:        VECT v,w;
                    468:        MAT m,l;
                    469:        pointer *vb,*wb;
                    470:        pointer **mb,**lb;
                    471:        int id,i,j,n,row,col,t,smd,sgn;
                    472:        Q md,q;
                    473:
                    474:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    475:        if ( !a )
                    476:                *rp = 0;
                    477:        else {
                    478:                id = OID(a);
                    479:                switch ( id ) {
                    480:                        case O_N:
                    481:                        case O_P:
                    482:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    483:                        case O_VECT:
                    484:                                smd = QTOS(md);
                    485:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    486:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    487:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    488:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    489:                                                sgn = SGN(q); t = rem(NM(q),smd);
                    490:                                                STOQ(t,q);
                    491:                                                if ( q )
                    492:                                                        SGN(q) = sgn;
                    493:                                        }
                    494:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    495:                                }
                    496:                                *rp = (Obj)w;
                    497:                                break;
                    498:                        case O_MAT:
                    499:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    500:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    501:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    502:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    503:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    504:                                *rp = (Obj)l;
                    505:                                break;
                    506:                        default:
                    507:                                error("remainder : invalid argument");
                    508:                }
                    509:        }
                    510: }
                    511:
                    512: void Psremainder(arg,rp)
                    513: NODE arg;
                    514: Obj *rp;
                    515: {
                    516:        Obj a;
                    517:        VECT v,w;
                    518:        MAT m,l;
                    519:        pointer *vb,*wb;
                    520:        pointer **mb,**lb;
                    521:        unsigned int t,smd;
                    522:        int id,i,j,n,row,col;
                    523:        Q md,q;
                    524:
                    525:        a = (Obj)ARG0(arg); md = (Q)ARG1(arg);
                    526:        if ( !a )
                    527:                *rp = 0;
                    528:        else {
                    529:                id = OID(a);
                    530:                switch ( id ) {
                    531:                        case O_N:
                    532:                        case O_P:
                    533:                                cmp(md,(P)a,(P *)rp); break;
                    534:                        case O_VECT:
                    535:                                smd = QTOS(md);
                    536:                                v = (VECT)a; n = v->len; vb = v->body;
                    537:                                MKVECT(w,n); wb = w->body;
                    538:                                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                    539:                                        if ( q = (Q)vb[i] ) {
                    540:                                                t = (unsigned int)rem(NM(q),smd);
                    541:                                                if ( SGN(q) < 0 )
                    542:                                                        t = (smd - t) % smd;
                    543:                                                UTOQ(t,q);
                    544:                                        }
                    545:                                        wb[i] = (pointer)q;
                    546:                                }
                    547:                                *rp = (Obj)w;
                    548:                                break;
                    549:                        case O_MAT:
                    550:                                m = (MAT)a; row = m->row; col = m->col; mb = m->body;
                    551:                                MKMAT(l,row,col); lb = l->body;
                    552:                                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    553:                                        for ( j = 0, vb = mb[i], wb = lb[i]; j < col; j++ )
                    554:                                                cmp(md,(P)vb[j],(P *)&wb[j]);
                    555:                                *rp = (Obj)l;
                    556:                                break;
                    557:                        default:
                    558:                                error("remainder : invalid argument");
                    559:                }
                    560:        }
                    561: }
                    562:
                    563: void Psize(arg,rp)
                    564: NODE arg;
                    565: LIST *rp;
                    566: {
                    567:
                    568:        int n,m;
                    569:        Q q;
                    570:        NODE t,s;
                    571:
                    572:        if ( !ARG0(arg) )
                    573:                 t = 0;
                    574:        else {
                    575:                switch (OID(ARG0(arg))) {
                    576:                        case O_VECT:
                    577:                                n = ((VECT)ARG0(arg))->len;
                    578:                                STOQ(n,q); MKNODE(t,q,0);
                    579:                                break;
                    580:                        case O_MAT:
                    581:                                n = ((MAT)ARG0(arg))->row; m = ((MAT)ARG0(arg))->col;
                    582:                                STOQ(m,q); MKNODE(s,q,0); STOQ(n,q); MKNODE(t,q,s);
                    583:                                break;
                    584:                        default:
                    585:                                error("size : invalid argument"); break;
                    586:                }
                    587:        }
                    588:        MKLIST(*rp,t);
                    589: }
                    590:
                    591: void Pdet(arg,rp)
                    592: NODE arg;
                    593: P *rp;
                    594: {
                    595:        MAT m;
                    596:        int n,i,j,mod;
                    597:        P d;
                    598:        P **mat,**w;
                    599:
                    600:        m = (MAT)ARG0(arg);
                    601:        asir_assert(m,O_MAT,"det");
                    602:        if ( m->row != m->col )
                    603:                error("det : non-square matrix");
                    604:        else if ( argc(arg) == 1 )
                    605:                detp(CO,(P **)BDY(m),m->row,rp);
                    606:        else {
                    607:                n = m->row; mod = QTOS((Q)ARG1(arg)); mat = (P **)BDY(m);
                    608:                w = (P **)almat_pointer(n,n);
                    609:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                    610:                        for ( j = 0; j < n; j++ )
                    611:                                ptomp(mod,mat[i][j],&w[i][j]);
                    612:                detmp(CO,mod,w,n,&d);
                    613:                mptop(d,rp);
                    614:        }
                    615: }
                    616:
                    617: /*
                    618:        input : a row x col matrix A
                    619:                A[I] <-> A[I][0]*x_0+A[I][1]*x_1+...
                    620:
                    621:        output : [B,R,C]
                    622:                B : a rank(A) x col-rank(A) matrix
                    623:                R : a vector of length rank(A)
                    624:                C : a vector of length col-rank(A)
                    625:                B[I] <-> x_{R[I]}+B[I][0]x_{C[0]}+B[I][1]x_{C[1]}+...
                    626: */
                    627:
                    628: void Pgeneric_gauss_elim_mod(arg,rp)
                    629: NODE arg;
                    630: LIST *rp;
                    631: {
                    632:        NODE n0;
                    633:        MAT m,mat;
                    634:        VECT rind,cind;
                    635:        Q **tmat;
                    636:        int **wmat;
                    637:        Q *rib,*cib;
                    638:        int *colstat;
                    639:        Q q;
                    640:        int md,i,j,k,l,row,col,t,n,rank;
                    641:
                    642:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"generic_gauss_elim_mod");
                    643:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"generic_gauss_elim_mod");
                    644:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    645:        row = m->row; col = m->col; tmat = (Q **)m->body;
                    646:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    647:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    648:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    649:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    650:                        if ( q = (Q)tmat[i][j] ) {
                    651:                                t = rem(NM(q),md);
                    652:                                if ( t && SGN(q) < 0 )
                    653:                                        t = (md - t) % md;
                    654:                                wmat[i][j] = t;
                    655:                        } else
                    656:                                wmat[i][j] = 0;
                    657:        rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,colstat);
                    658:
                    659:        MKMAT(mat,rank,col-rank);
                    660:        tmat = (Q **)mat->body;
                    661:        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    662:                for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                    663:                        if ( !colstat[j] ) {
                    664:                                UTOQ(wmat[i][j],tmat[i][k]); k++;
                    665:                        }
                    666:
                    667:        MKVECT(rind,rank);
                    668:        MKVECT(cind,col-rank);
                    669:        rib = (Q *)rind->body; cib = (Q *)cind->body;
                    670:        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    671:                if ( colstat[j] ) {
                    672:                        STOQ(j,rib[k]); k++;
                    673:                } else {
                    674:                        STOQ(j,cib[l]); l++;
                    675:                }
                    676:        n0 = mknode(3,mat,rind,cind);
                    677:        MKLIST(*rp,n0);
                    678: }
                    679:
                    680: void Pleqm(arg,rp)
                    681: NODE arg;
                    682: VECT *rp;
                    683: {
                    684:        MAT m;
                    685:        VECT vect;
                    686:        pointer **mat;
                    687:        Q *v;
                    688:        Q q;
                    689:        int **wmat;
                    690:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                    691:
                    692:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm");
                    693:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm");
                    694:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                    695:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                    696:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    697:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                    698:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                    699:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                    700:                                t = rem(NM(q),md);
                    701:                                if ( SGN(q) < 0 )
                    702:                                        t = (md - t) % md;
                    703:                                wmat[i][j] = t;
                    704:                        } else
                    705:                                wmat[i][j] = 0;
                    706:        status = gauss_elim_mod(wmat,row,col,md);
                    707:        if ( status < 0 )
                    708:                *rp = 0;
                    709:        else if ( status > 0 )
                    710:                *rp = (VECT)ONE;
                    711:        else {
                    712:                n = col - 1;
                    713:                MKVECT(vect,n);
                    714:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                    715:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                    716:                }
                    717:                *rp = vect;
                    718:        }
                    719: }
                    720:
                    721: int gauss_elim_mod(mat,row,col,md)
                    722: int **mat;
                    723: int row,col,md;
                    724: {
                    725:        int i,j,k,inv,a,n;
                    726:        int *t,*pivot;
                    727:
                    728:        n = col - 1;
                    729:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                    730:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                    731:                if ( i == row )
                    732:                        return 1;
                    733:                if ( i != j ) {
                    734:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                    735:                }
                    736:                pivot = mat[j];
                    737:                inv = invm(pivot[j],md);
                    738:                for ( k = j; k <= n; k++ ) {
                    739: /*                     pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md); */
                    740:                        DMAR(pivot[k],inv,0,md,pivot[k])
                    741:                }
                    742:                for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                    743:                        t = mat[i];
                    744:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                    745:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ ) {
1.8       noro      746:                                        unsigned int tk;
1.1       noro      747: /*                                     t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md); */
1.8       noro      748:                                        DMAR(pivot[k],a,t[k],md,tk)
                    749:                                        t[k] = tk;
1.1       noro      750:                                }
                    751:                }
                    752:        }
                    753:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                    754:        if ( i == row )
                    755:                return 0;
                    756:        else
                    757:                return -1;
                    758: }
                    759:
1.4       noro      760: struct oEGT eg_mod,eg_elim,eg_elim1,eg_elim2,eg_chrem,eg_gschk,eg_intrat,eg_symb;
1.1       noro      761:
                    762: int generic_gauss_elim(mat,nm,dn,rindp,cindp)
                    763: MAT mat;
                    764: MAT *nm;
                    765: Q *dn;
                    766: int **rindp,**cindp;
                    767: {
                    768:        int **wmat;
                    769:        Q **bmat;
                    770:        N **tmat;
                    771:        Q *bmi;
                    772:        N *tmi;
                    773:        Q q;
                    774:        int *wmi;
                    775:        int *colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    776:        int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    777:        N m1,m2,m3,s,u;
                    778:        MAT r,crmat;
                    779:        struct oEGT tmp0,tmp1;
                    780:        struct oEGT eg_mod_split,eg_elim_split,eg_chrem_split;
                    781:        struct oEGT eg_intrat_split,eg_gschk_split;
                    782:        int ret;
                    783:
                    784:        init_eg(&eg_mod_split); init_eg(&eg_chrem_split);
                    785:        init_eg(&eg_elim_split); init_eg(&eg_intrat_split);
                    786:        init_eg(&eg_gschk_split);
                    787:        bmat = (Q **)mat->body;
                    788:        row = mat->row; col = mat->col;
                    789:        wmat = (int **)almat(row,col);
                    790:        colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    791:        wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    792:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
1.2       noro      793:                if ( Print ) {
                    794:                        fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    795:                }
1.1       noro      796:                md = lprime[ind];
                    797:                get_eg(&tmp0);
                    798:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    799:                        for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    800:                                if ( q = (Q)bmi[j] ) {
                    801:                                        t = rem(NM(q),md);
                    802:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    803:                                                t = (md - t) % md;
                    804:                                        wmi[j] = t;
                    805:                                } else
                    806:                                        wmi[j] = 0;
                    807:                get_eg(&tmp1);
                    808:                add_eg(&eg_mod,&tmp0,&tmp1);
                    809:                add_eg(&eg_mod_split,&tmp0,&tmp1);
                    810:                get_eg(&tmp0);
                    811:                rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    812:                get_eg(&tmp1);
                    813:                add_eg(&eg_elim,&tmp0,&tmp1);
                    814:                add_eg(&eg_elim_split,&tmp0,&tmp1);
                    815:                if ( !ind ) {
                    816: RESET:
                    817:                        UTON(md,m1);
                    818:                        rank0 = rank;
                    819:                        bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    820:                        MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    821:                        MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    822:                        tmat = (N **)crmat->body;
                    823:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    824:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    825:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    826:                                                UTON(wmi[j],tmi[k]); k++;
                    827:                                        }
                    828:                } else {
                    829:                        if ( rank < rank0 ) {
1.2       noro      830:                                if ( Print ) {
1.1       noro      831:                                        fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
1.2       noro      832:                                        fflush(asir_out);
                    833:                                }
1.1       noro      834:                                continue;
                    835:                        } else if ( rank > rank0 ) {
1.2       noro      836:                                if ( Print ) {
1.1       noro      837:                                        fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
1.2       noro      838:                                        fflush(asir_out);
                    839:                                }
1.1       noro      840:                                goto RESET;
                    841:                        } else {
                    842:                                for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    843:                                if ( j < col ) {
1.2       noro      844:                                        if ( Print ) {
1.1       noro      845:                                                fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
1.2       noro      846:                                                fflush(asir_out);
                    847:                                        }
1.1       noro      848:                                        goto RESET;
                    849:                                }
                    850:                        }
                    851:
                    852:                        get_eg(&tmp0);
                    853:                        inv = invm(rem(m1,md),md);
                    854:                        UTON(md,m2); muln(m1,m2,&m3);
                    855:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    856:                                for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    857:                                        if ( !colstat[j] ) {
                    858:                                                if ( tmi[k] ) {
                    859:                                                /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    860:                                                        t = rem(tmi[k],md);
                    861:                                                        if ( wmi[j] >= t )
                    862:                                                                t = wmi[j]-t;
                    863:                                                        else
                    864:                                                                t = md-(t-wmi[j]);
                    865:                                                        DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    866:                                                        UTON(t1,u);
                    867:                                                        muln(m1,u,&s);
                    868:                                                        addn(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    869:                                                } else if ( wmi[j] ) {
                    870:                                                /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    871:                                                        DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    872:                                                        UTON(t,u);
                    873:                                                        muln(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    874:                                                }
                    875:                                                k++;
                    876:                                        }
                    877:                        m1 = m3;
                    878:                        get_eg(&tmp1);
                    879:                        add_eg(&eg_chrem,&tmp0,&tmp1);
                    880:                        add_eg(&eg_chrem_split,&tmp0,&tmp1);
                    881:
                    882:                        get_eg(&tmp0);
                    883:                        ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
                    884:                        get_eg(&tmp1);
                    885:                        add_eg(&eg_intrat,&tmp0,&tmp1);
                    886:                        add_eg(&eg_intrat_split,&tmp0,&tmp1);
                    887:                        if ( ret ) {
                    888:                                *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    889:                                *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    890:                                for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    891:                                        if ( colstat[j] )
                    892:                                                rind[k++] = j;
                    893:                                        else
                    894:                                                cind[l++] = j;
                    895:                                get_eg(&tmp0);
1.3       noro      896:                                if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) ) {
                    897:                                        get_eg(&tmp1);
                    898:                                        add_eg(&eg_gschk,&tmp0,&tmp1);
                    899:                                        add_eg(&eg_gschk_split,&tmp0,&tmp1);
                    900:                                        if ( Print ) {
                    901:                                                print_eg("Mod",&eg_mod_split);
                    902:                                                print_eg("Elim",&eg_elim_split);
                    903:                                                print_eg("ChRem",&eg_chrem_split);
                    904:                                                print_eg("IntRat",&eg_intrat_split);
                    905:                                                print_eg("Check",&eg_gschk_split);
                    906:                                                fflush(asir_out);
                    907:                                        }
                    908:                                        return rank;
                    909:                                }
                    910:                        }
                    911:                }
                    912:        }
                    913: }
                    914:
                    915: int generic_gauss_elim_hensel(mat,nmmat,dn,rindp,cindp)
                    916: MAT mat;
                    917: MAT *nmmat;
                    918: Q *dn;
                    919: int **rindp,**cindp;
                    920: {
                    921:        MAT bmat,xmat;
                    922:        Q **a0,**a,**b,**x,**nm;
                    923:        Q *ai,*bi,*xi;
                    924:        int row,col;
                    925:        int **w;
                    926:        int *wi;
                    927:        int **wc;
                    928:        Q mdq,q,s,u;
                    929:        N tn;
                    930:        int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                    931:        unsigned int t;
                    932:        int *cinfo,*rinfo;
                    933:        int *rind,*cind;
                    934:        int count;
                    935:        struct oEGT eg_mul,eg_inv,tmp0,tmp1;
                    936:
                    937:        a0 = (Q **)mat->body;
                    938:        row = mat->row; col = mat->col;
                    939:        w = (int **)almat(row,col);
                    940:        for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                    941:                md = lprime[ind];
                    942:                STOQ(md,mdq);
                    943:                for ( i = 0; i < row; i++ )
                    944:                        for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                    945:                                if ( q = (Q)ai[j] ) {
                    946:                                        t = rem(NM(q),md);
                    947:                                        if ( t && SGN(q) < 0 )
                    948:                                                t = (md - t) % md;
                    949:                                        wi[j] = t;
                    950:                                } else
                    951:                                        wi[j] = 0;
                    952:
                    953:                rank = find_lhs_and_lu_mod(w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                    954:                a = (Q **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                    955:                MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Q **)bmat->body; /* lhs mat */
                    956:                for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                    957:                        if ( cinfo[j] ) {
                    958:                                /* the column is in lhs */
                    959:                                for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                    960:                                        w[i][li] = w[i][j];
                    961:                                        a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                    962:                                }
                    963:                                li++;
                    964:                        } else {
                    965:                                /* the column is in rhs */
                    966:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    967:                                        b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                    968:                                ri++;
                    969:                        }
                    970:
                    971:                        /* solve Ax+B=0; A: rank x rank, B: rank x ri */
                    972:                        MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Q **)(xmat)->body;
                    973:                        MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Q **)(*nmmat)->body;
                    974:                        /* use the right part of w as work area */
                    975:                        /* ri = col - rank */
                    976:                        wc = (int **)almat(rank,ri);
                    977:                        for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    978:                                wc[i] = w[i]+rank;
                    979:                        *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    980:                        *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                    981:
                    982:                        init_eg(&eg_mul); init_eg(&eg_inv);
                    983:                        for ( q = ONE, count = 0; ; count++ ) {
                    984:                                fprintf(stderr,".");
                    985:                                /* wc = -b mod md */
                    986:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    987:                                        for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
                    988:                                                if ( u = (Q)bi[j] ) {
                    989:                                                        t = rem(NM(u),md);
                    990:                                                        if ( t && SGN(u) > 0 )
                    991:                                                                t = (md - t) % md;
                    992:                                                        wi[j] = t;
                    993:                                                } else
                    994:                                                        wi[j] = 0;
                    995:                                /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                    996:                                get_eg(&tmp0);
                    997:                                solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri);
1.1       noro      998:                                get_eg(&tmp1);
1.3       noro      999:                                add_eg(&eg_inv,&tmp0,&tmp1);
                   1000:                                /* x = x-q*wc */
                   1001:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1002:                                        for ( j = 0, xi = x[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ ) {
                   1003:                                                STOQ(wi[j],u); mulq(q,u,&s);
                   1004:                                                subq(xi[j],s,&u); xi[j] = u;
                   1005:                                        }
                   1006:                                get_eg(&tmp0);
                   1007:                                for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1008:                                        for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
                   1009:                                                inner_product_mat_int_mod(a,wc,rank,i,j,&u);
                   1010:                                                addq(b[i][j],u,&s);
                   1011:                                                if ( s ) {
                   1012:                                                        t = divin(NM(s),md,&tn);
                   1013:                                                        if ( t )
                   1014:                                                                error("generic_gauss_elim_hensel:incosistent");
                   1015:                                                        NTOQ(tn,SGN(s),b[i][j]);
                   1016:                                                } else
                   1017:                                                        b[i][j] = 0;
                   1018:                                        }
                   1019:                                get_eg(&tmp1);
                   1020:                                add_eg(&eg_mul,&tmp0,&tmp1);
                   1021:                                /* q = q*md */
                   1022:                                mulq(q,mdq,&u); q = u;
                   1023:                                if ( !(count % 2) && intmtoratm_q(xmat,NM(q),*nmmat,dn) ) {
                   1024:                                        for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1025:                                                if ( cinfo[j] )
                   1026:                                                        rind[k++] = j;
                   1027:                                                else
                   1028:                                                        cind[l++] = j;
                   1029:                                        if ( gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind) ) {
                   1030:                                                fprintf(stderr,"\n");
                   1031:                                                print_eg("INV",&eg_inv);
                   1032:                                                print_eg("MUL",&eg_mul);
                   1033:                                                fflush(asir_out);
                   1034:                                                return rank;
                   1035:                                        }
1.1       noro     1036:                                }
                   1037:                        }
                   1038:        }
                   1039: }
                   1040:
                   1041: int f4_nocheck;
                   1042:
                   1043: int gensolve_check(mat,nm,dn,rind,cind)
                   1044: MAT mat,nm;
                   1045: Q dn;
                   1046: int *rind,*cind;
                   1047: {
                   1048:        int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1049:        Q s,t,u;
                   1050:        Q *w;
                   1051:        Q *mati,*nmk;
                   1052:
                   1053:        if ( f4_nocheck )
                   1054:                return 1;
                   1055:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1056:        rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1057:        w = (Q *)MALLOC(clen*sizeof(Q));
                   1058:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1059:                mati = (Q *)mat->body[i];
                   1060: #if 1
                   1061:                bzero(w,clen*sizeof(Q));
                   1062:                for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1063:                        for ( l = 0, nmk = (Q *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1064:                                mulq(mati[rind[k]],nmk[l],&t);
                   1065:                                addq(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1066:                        }
                   1067:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1068:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1069:                        if ( cmpq(w[j],t) )
                   1070:                                break;
                   1071:                }
                   1072: #else
                   1073:                for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1074:                        for ( k = 0, s = 0; k < rank; k++ ) {
                   1075:                                mulq(mati[rind[k]],nm->body[k][j],&t);
                   1076:                                addq(s,t,&u); s = u;
                   1077:                        }
                   1078:                        mulq(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1079:                        if ( cmpq(s,t) )
                   1080:                                break;
                   1081:                }
                   1082: #endif
                   1083:                if ( j != clen )
                   1084:                        break;
                   1085:        }
                   1086:        if ( i != row )
                   1087:                return 0;
                   1088:        else
                   1089:                return 1;
                   1090: }
                   1091:
                   1092: /* assuming 0 < c < m */
                   1093:
                   1094: int inttorat(c,m,b,sgnp,nmp,dnp)
                   1095: N c,m,b;
                   1096: int *sgnp;
                   1097: N *nmp,*dnp;
                   1098: {
                   1099:        Q qq,t,u1,v1,r1,nm;
                   1100:        N q,r,u2,v2,r2;
                   1101:
                   1102:        u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1103:        while ( cmpn(v2,b) >= 0 ) {
                   1104:                divn(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1105:                NTOQ(q,1,qq); mulq(qq,v1,&t); subq(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1106:        }
                   1107:        if ( cmpn(NM(v1),b) >= 0 )
                   1108:                return 0;
                   1109:        else {
                   1110:                *nmp = v2;
                   1111:                *dnp = NM(v1);
                   1112:                *sgnp = SGN(v1);
                   1113:                return 1;
                   1114:        }
                   1115: }
                   1116:
                   1117: /* mat->body = N ** */
                   1118:
                   1119: int intmtoratm(mat,md,nm,dn)
                   1120: MAT mat;
                   1121: N md;
                   1122: MAT nm;
                   1123: Q *dn;
                   1124: {
                   1125:        N t,s,b;
                   1126:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1127:        int i,j,k,l,row,col;
                   1128:        Q **rmat;
                   1129:        N **tmat;
                   1130:        N *tmi;
                   1131:        Q *nmk;
                   1132:        N u,unm,udn;
                   1133:        int sgn,ret;
                   1134:
1.3       noro     1135:        if ( UNIN(md) )
                   1136:                return 0;
1.1       noro     1137:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1138:        bshiftn(md,1,&t);
                   1139:        isqrt(t,&s);
                   1140:        bshiftn(s,64,&b);
                   1141:        if ( !b )
                   1142:                b = ONEN;
                   1143:        dn0 = ONE;
                   1144:        tmat = (N **)mat->body;
                   1145:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1146:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1147:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1148:                        if ( tmi[j] ) {
                   1149:                                muln(tmi[j],NM(dn0),&s);
                   1150:                                remn(s,md,&u);
                   1151:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1152:                                if ( !ret )
                   1153:                                        return 0;
                   1154:                                else {
                   1155:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1156:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1157:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1158:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1159:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1160:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1161:                                                        }
                   1162:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1163:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1164:                                                }
                   1165:                                        }
                   1166:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1167:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1168:                                }
                   1169:                        }
                   1170:        *dn = dn0;
                   1171:        return 1;
                   1172: }
                   1173:
1.3       noro     1174: /* mat->body = Q ** */
                   1175:
                   1176: int intmtoratm_q(mat,md,nm,dn)
                   1177: MAT mat;
                   1178: N md;
                   1179: MAT nm;
                   1180: Q *dn;
                   1181: {
                   1182:        N t,s,b;
                   1183:        Q bound,dn0,dn1,nm1,q,tq;
                   1184:        int i,j,k,l,row,col;
                   1185:        Q **rmat;
                   1186:        Q **tmat;
                   1187:        Q *tmi;
                   1188:        Q *nmk;
                   1189:        N u,unm,udn;
                   1190:        int sgn,ret;
                   1191:
                   1192:        if ( UNIN(md) )
                   1193:                return 0;
                   1194:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1195:        bshiftn(md,1,&t);
                   1196:        isqrt(t,&s);
                   1197:        bshiftn(s,64,&b);
                   1198:        if ( !b )
                   1199:                b = ONEN;
                   1200:        dn0 = ONE;
                   1201:        tmat = (Q **)mat->body;
                   1202:        rmat = (Q **)nm->body;
                   1203:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1204:                for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1205:                        if ( tmi[j] ) {
                   1206:                                muln(NM(tmi[j]),NM(dn0),&s);
                   1207:                                remn(s,md,&u);
                   1208:                                ret = inttorat(u,md,b,&sgn,&unm,&udn);
                   1209:                                if ( !ret )
                   1210:                                        return 0;
                   1211:                                else {
                   1212:                                        if ( SGN(tmi[j])<0 )
                   1213:                                                sgn = -sgn;
                   1214:                                        NTOQ(unm,sgn,nm1);
                   1215:                                        NTOQ(udn,1,dn1);
                   1216:                                        if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1217:                                                for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1218:                                                        for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1219:                                                                mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1220:                                                        }
                   1221:                                                for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1222:                                                        mulq(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1223:                                                }
                   1224:                                        }
                   1225:                                        rmat[i][j] = nm1;
                   1226:                                        mulq(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1227:                                }
                   1228:                        }
                   1229:        *dn = dn0;
                   1230:        return 1;
                   1231: }
                   1232:
1.4       noro     1233: #define ONE_STEP1  if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1234:
                   1235: void reduce_reducers_mod(mat,row,col,md)
                   1236: int **mat;
                   1237: int row,col;
                   1238: int md;
                   1239: {
                   1240:        int i,j,k,l,hc,zzz;
                   1241:        int *t,*s,*tj,*ind;
                   1242:
                   1243:        /* reduce the reducers */
                   1244:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1245:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1246:                t = mat[i];
                   1247:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1248:                /* register the position of the head term */
                   1249:                ind[i] = j;
                   1250:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1251:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1252:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1253:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1254:                                j = ind[l];
                   1255:                                s = mat[l]+j;
                   1256:                                tj = t+j;
                   1257:                                hc = md-hc;
                   1258:                                k = col-j;
                   1259:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1260:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1261:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1262:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1263:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1264:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1265:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1266:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1267:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1268:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1269:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1270:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1271:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1272:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1273:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1274:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1275:                                        ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1 ONE_STEP1
                   1276:                                }
                   1277:                                for ( ; k >= 0; k-- ) {
                   1278:                                        if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1279:                                }
                   1280:                        }
                   1281:                }
                   1282:        }
                   1283: }
                   1284:
                   1285: /*
                   1286:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1287:                 spolys (i=nred,...,row-1)
                   1288:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1289:        1. reduce the reducers
                   1290:        2. reduce spolys by the reduced reducers
                   1291: */
                   1292:
                   1293: void pre_reduce_mod(mat,row,col,nred,md)
                   1294: int **mat;
                   1295: int row,col,nred;
                   1296: int md;
                   1297: {
                   1298:        int i,j,k,l,hc,inv;
                   1299:        int *t,*s,*tk,*ind;
                   1300:
                   1301: #if 1
                   1302:        /* reduce the reducers */
                   1303:        ind = (int *)ALLOCA(row*sizeof(int));
                   1304:        for ( i = 0; i < nred; i++ ) {
                   1305:                /* make mat[i] monic and mat[i] by mat[0],...,mat[i-1] */
                   1306:                t = mat[i];
                   1307:                for ( j = 0; j < col && !t[j]; j++ );
                   1308:                /* register the position of the head term */
                   1309:                ind[i] = j;
                   1310:                inv = invm(t[j],md);
                   1311:                for ( k = j; k < col; k++ )
                   1312:                        if ( t[k] )
                   1313:                                DMAR(t[k],inv,0,md,t[k])
                   1314:                for ( l = i-1; l >= 0; l-- ) {
                   1315:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1316:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1317:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1318:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1319:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1320:                                        if ( *s )
                   1321:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1322:                        }
                   1323:                }
                   1324:        }
                   1325:        /* reduce the spolys */
                   1326:        for ( i = nred; i < row; i++ ) {
                   1327:                t = mat[i];
                   1328:                for ( l = nred-1; l >= 0; l-- ) {
                   1329:                        /* reduce mat[i] by mat[l] */
                   1330:                        if ( hc = t[ind[l]] ) {
                   1331:                                /* mat[i] = mat[i]-hc*mat[l] */
                   1332:                                for ( k = ind[l], hc = md-hc, s = mat[l]+k, tk = t+k;
                   1333:                                        k < col; k++, tk++, s++ )
                   1334:                                        if ( *s )
                   1335:                                                DMAR(*s,hc,*tk,md,*tk)
                   1336:                        }
                   1337:                }
                   1338:        }
                   1339: #endif
                   1340: }
                   1341: /*
                   1342:        mat[i] : reducers (i=0,...,nred-1)
                   1343:        mat[0] < mat[1] < ... < mat[nred-1] w.r.t the term order
                   1344: */
                   1345:
                   1346: void reduce_sp_by_red_mod(sp,redmat,ind,nred,col,md)
                   1347: int *sp,**redmat;
                   1348: int *ind;
                   1349: int nred,col;
                   1350: int md;
                   1351: {
                   1352:        int i,j,k,hc,zzz;
                   1353:        int *t,*s,*tj;
                   1354:
                   1355:        /* reduce the spolys by redmat */
                   1356:        for ( i = nred-1; i >= 0; i-- ) {
                   1357:                /* reduce sp by redmat[i] */
                   1358:                if ( hc = sp[ind[i]] ) {
                   1359:                        /* sp = sp-hc*redmat[i] */
                   1360:                        j = ind[i];
                   1361:                        hc = md-hc;
                   1362:                        s = redmat[i]+j;
                   1363:                        tj = sp+j;
                   1364:                        for ( k = col-j; k >= 0; k-- ) {
                   1365:                                if ( zzz = *s ) { DMAR(zzz,hc,*tj,md,*tj) } tj++; s++;
                   1366:                        }
                   1367:                }
                   1368:        }
                   1369: }
                   1370:
                   1371: #define ONE_STEP2  if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1372:
1.1       noro     1373: int generic_gauss_elim_mod(mat,row,col,md,colstat)
                   1374: int **mat;
                   1375: int row,col,md;
                   1376: int *colstat;
                   1377: {
1.4       noro     1378:        int i,j,k,l,inv,a,rank,zzz;
                   1379:        int *t,*pivot,*pk,*tk;
1.1       noro     1380:
                   1381:        for ( rank = 0, j = 0; j < col; j++ ) {
                   1382:                for ( i = rank; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1383:                if ( i == row ) {
                   1384:                        colstat[j] = 0;
                   1385:                        continue;
                   1386:                } else
                   1387:                        colstat[j] = 1;
                   1388:                if ( i != rank ) {
                   1389:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[rank]; mat[rank] = t;
                   1390:                }
                   1391:                pivot = mat[rank];
                   1392:                inv = invm(pivot[j],md);
1.4       noro     1393:                for ( k = j, pk = pivot+k; k < col; k++, pk++ )
                   1394:                        if ( *pk ) {
                   1395:                                DMAR(*pk,inv,0,md,*pk)
1.1       noro     1396:                        }
                   1397:                for ( i = rank+1; i < row; i++ ) {
                   1398:                        t = mat[i];
1.4       noro     1399:                        if ( a = t[j] ) {
                   1400:                                a = md - a; pk = pivot+j; tk = t+j;
                   1401:                                k = col-j;
                   1402:                                for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1403:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1404:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1405:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1406:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1407:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1408:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1409:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1410:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1411:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1412:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1413:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1414:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1415:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1416:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1417:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1418:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1419:                                }
                   1420:                                for ( ; k >= 0; k -- ) {
                   1421:                                        if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1422:                                }
                   1423:                        }
1.1       noro     1424:                }
                   1425:                rank++;
                   1426:        }
                   1427:        for ( j = col-1, l = rank-1; j >= 0; j-- )
                   1428:                if ( colstat[j] ) {
                   1429:                        pivot = mat[l];
                   1430:                        for ( i = 0; i < l; i++ ) {
                   1431:                                t = mat[i];
1.4       noro     1432:                                if ( a = t[j] ) {
                   1433:                                        a = md-a; pk = pivot+j; tk = t+j;
                   1434:                                        k = col-j;
                   1435:                                        for ( ; k >= 64; k -= 64 ) {
                   1436:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1437:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1438:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1439:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1440:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1441:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1442:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1443:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1444:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1445:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1446:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1447:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1448:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1449:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1450:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1451:                                        ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2 ONE_STEP2
                   1452:                                        }
                   1453:                                        for ( ; k >= 0; k -- ) {
                   1454:                                                if ( zzz = *pk ) { DMAR(zzz,a,*tk,md,*tk) } pk++; tk++;
                   1455:                                        }
                   1456:                                }
1.1       noro     1457:                        }
                   1458:                        l--;
                   1459:                }
                   1460:        return rank;
                   1461: }
                   1462:
                   1463: /* LU decomposition; a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1464:
                   1465: int lu_gfmmat(mat,md,perm)
                   1466: GFMMAT mat;
                   1467: unsigned int md;
                   1468: int *perm;
                   1469: {
                   1470:        int row,col;
                   1471:        int i,j,k,l;
                   1472:        unsigned int *t,*pivot;
                   1473:        unsigned int **a;
                   1474:        unsigned int inv,m;
                   1475:
                   1476:        row = mat->row; col = mat->col;
                   1477:        a = mat->body;
                   1478:        bzero(perm,row*sizeof(int));
                   1479:
                   1480:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1481:                perm[i] = i;
                   1482:        for ( k = 0; k < col; k++ ) {
                   1483:                for ( i = k; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1484:                if ( i == row )
                   1485:                        return 0;
                   1486:                if ( i != k ) {
                   1487:                        j = perm[i]; perm[i] = perm[k]; perm[k] = j;
                   1488:                        t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t;
                   1489:                }
                   1490:                pivot = a[k];
                   1491:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1492:                for ( i = k+1; i < row; i++ ) {
                   1493:                        t = a[i];
                   1494:                        if ( m = t[k] ) {
                   1495:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1496:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1497:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1498:                                                unsigned int tj;
                   1499:
                   1500:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1501:                                                t[j] = tj;
1.1       noro     1502:                                        }
                   1503:                        }
                   1504:                }
                   1505:        }
                   1506:        return 1;
                   1507: }
                   1508:
1.3       noro     1509: /*
                   1510:  Input
                   1511:        a: a row x col matrix
                   1512:        md : a modulus
                   1513:
                   1514:  Output:
                   1515:        return : d = the rank of mat
                   1516:        a[0..(d-1)][0..(d-1)] : LU decomposition (a[i][i] = 1/U[i][i])
                   1517:        rinfo: array of length row
                   1518:        cinfo: array of length col
                   1519:     i-th row in new a <-> rinfo[i]-th row in old a
                   1520:        cinfo[j]=1 <=> j-th column is contained in the LU decomp.
                   1521: */
                   1522:
                   1523: int find_lhs_and_lu_mod(a,row,col,md,rinfo,cinfo)
                   1524: unsigned int **a;
                   1525: unsigned int md;
                   1526: int **rinfo,**cinfo;
                   1527: {
                   1528:        int i,j,k,l,d;
                   1529:        int *rp,*cp;
                   1530:        unsigned int *t,*pivot;
                   1531:        unsigned int inv,m;
                   1532:
                   1533:        *rinfo = rp = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1534:        *cinfo = cp = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1535:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1536:                rp[i] = i;
                   1537:        for ( k = 0, d = 0; k < col; k++ ) {
                   1538:                for ( i = d; i < row && !a[i][k]; i++ );
                   1539:                if ( i == row ) {
                   1540:                        cp[k] = 0;
                   1541:                        continue;
                   1542:                } else
                   1543:                        cp[k] = 1;
                   1544:                if ( i != d ) {
                   1545:                        j = rp[i]; rp[i] = rp[d]; rp[d] = j;
                   1546:                        t = a[i]; a[i] = a[d]; a[d] = t;
                   1547:                }
                   1548:                pivot = a[d];
                   1549:                pivot[k] = inv = invm(pivot[k],md);
                   1550:                for ( i = d+1; i < row; i++ ) {
                   1551:                        t = a[i];
                   1552:                        if ( m = t[k] ) {
                   1553:                                DMAR(inv,m,0,md,t[k])
                   1554:                                for ( j = k+1, m = md - t[k]; j < col; j++ )
                   1555:                                        if ( pivot[j] ) {
1.8       noro     1556:                                                unsigned int tj;
                   1557:                                                DMAR(m,pivot[j],t[j],md,tj)
                   1558:                                                t[j] = tj;
1.3       noro     1559:                                        }
                   1560:                        }
                   1561:                }
                   1562:                d++;
                   1563:        }
                   1564:        return d;
                   1565: }
                   1566:
                   1567: /*
                   1568:   Input
                   1569:        a : n x n matrix; a result of LU-decomposition
                   1570:        md : modulus
                   1571:        b : n x l matrix
                   1572:  Output
                   1573:        b = a^(-1)b
                   1574:  */
                   1575:
                   1576: void solve_by_lu_mod(a,n,md,b,l)
                   1577: int **a;
                   1578: int n;
                   1579: int md;
                   1580: int **b;
                   1581: int l;
                   1582: {
                   1583:        unsigned int *y,*c;
                   1584:        int i,j,k;
                   1585:        unsigned int t,m,m2;
                   1586:
                   1587:        y = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1588:        c = (int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1589:        m2 = md>>1;
                   1590:        for ( k = 0; k < l; k++ ) {
                   1591:                /* copy b[.][k] to c */
                   1592:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1593:                        c[i] = (unsigned int)b[i][k];
                   1594:                /* solve Ly=c */
                   1595:                for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1596:                        for ( t = c[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1597:                                if ( a[i][j] ) {
                   1598:                                        m = md - a[i][j];
                   1599:                                        DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1600:                                }
                   1601:                        y[i] = t;
                   1602:                }
                   1603:                /* solve Uc=y */
                   1604:                for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1605:                        for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1606:                                if ( a[i][j] ) {
                   1607:                                        m = md - a[i][j];
                   1608:                                        DMAR(m,c[j],t,md,t)
                   1609:                                }
                   1610:                        /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1611:                        DMAR(t,a[i][i],0,md,c[i])
                   1612:                }
                   1613:                /* copy c to b[.][k] with normalization */
                   1614:                for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1615:                        b[i][k] = (int)(c[i]>m2 ? c[i]-md : c[i]);
                   1616:        }
                   1617: }
                   1618:
1.1       noro     1619: void Pleqm1(arg,rp)
                   1620: NODE arg;
                   1621: VECT *rp;
                   1622: {
                   1623:        MAT m;
                   1624:        VECT vect;
                   1625:        pointer **mat;
                   1626:        Q *v;
                   1627:        Q q;
                   1628:        int **wmat;
                   1629:        int md,i,j,row,col,t,n,status;
                   1630:
                   1631:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1632:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1633:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1634:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1635:        wmat = (int **)almat(row,col);
                   1636:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1637:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1638:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1639:                                t = rem(NM(q),md);
                   1640:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1641:                                        t = (md - t) % md;
                   1642:                                wmat[i][j] = t;
                   1643:                        } else
                   1644:                                wmat[i][j] = 0;
                   1645:        status = gauss_elim_mod1(wmat,row,col,md);
                   1646:        if ( status < 0 )
                   1647:                *rp = 0;
                   1648:        else if ( status > 0 )
                   1649:                *rp = (VECT)ONE;
                   1650:        else {
                   1651:                n = col - 1;
                   1652:                MKVECT(vect,n);
                   1653:                for ( i = 0, v = (Q *)vect->body; i < n; i++ ) {
                   1654:                        t = (md-wmat[i][n])%md; STOQ(t,v[i]);
                   1655:                }
                   1656:                *rp = vect;
                   1657:        }
                   1658: }
                   1659:
                   1660: gauss_elim_mod1(mat,row,col,md)
                   1661: int **mat;
                   1662: int row,col,md;
                   1663: {
                   1664:        int i,j,k,inv,a,n;
                   1665:        int *t,*pivot;
                   1666:
                   1667:        n = col - 1;
                   1668:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1669:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1670:                if ( i == row )
                   1671:                        return 1;
                   1672:                if ( i != j ) {
                   1673:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1674:                }
                   1675:                pivot = mat[j];
                   1676:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1677:                for ( k = j; k <= n; k++ )
                   1678:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1679:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1680:                        t = mat[i];
                   1681:                        if ( i != j && (a = t[j]) )
                   1682:                                for ( k = j, a = md - a; k <= n; k++ )
                   1683:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1684:                }
                   1685:        }
                   1686:        for ( i = n; i < row && !mat[i][n]; i++ );
                   1687:        if ( i == row ) {
                   1688:                for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1689:                        for ( i = j-1, a = (md-mat[j][n])%md; i >= 0; i-- ) {
                   1690:                                mat[i][n] = dmar(mat[i][j],a,mat[i][n],md);
                   1691:                                mat[i][j] = 0;
                   1692:                        }
                   1693:                }
                   1694:                return 0;
                   1695:        } else
                   1696:                return -1;
                   1697: }
                   1698:
                   1699: void Pgeninvm(arg,rp)
                   1700: NODE arg;
                   1701: LIST *rp;
                   1702: {
                   1703:        MAT m;
                   1704:        pointer **mat;
                   1705:        Q **tmat;
                   1706:        Q q;
                   1707:        unsigned int **wmat;
                   1708:        int md,i,j,row,col,t,status;
                   1709:        MAT mat1,mat2;
                   1710:        NODE node1,node2;
                   1711:
                   1712:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"leqm1");
                   1713:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"leqm1");
                   1714:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1715:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1716:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1717:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1718:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1719:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1720:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1721:                                t = rem(NM(q),md);
                   1722:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1723:                                        t = (md - t) % md;
                   1724:                                wmat[i][j] = t;
                   1725:                        }
                   1726:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1727:        }
                   1728:        status = gauss_elim_geninv_mod(wmat,row,col,md);
                   1729:        if ( status > 0 )
                   1730:                *rp = 0;
                   1731:        else {
                   1732:                MKMAT(mat1,col,row); MKMAT(mat2,row-col,row);
                   1733:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1734:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1735:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i][j]);
                   1736:                for ( tmat = (Q **)mat2->body; i < row; i++ )
                   1737:                        for ( j = 0; j < row; j++ )
                   1738:                                STOQ(wmat[i][j+col],tmat[i-col][j]);
                   1739:                MKNODE(node2,mat2,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1740:        }
                   1741: }
                   1742:
                   1743: int gauss_elim_geninv_mod(mat,row,col,md)
                   1744: unsigned int **mat;
                   1745: int row,col,md;
                   1746: {
                   1747:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1748:        unsigned int *t,*pivot;
                   1749:
                   1750:        n = col; m = row+col;
                   1751:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1752:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1753:                if ( i == row )
                   1754:                        return 1;
                   1755:                if ( i != j ) {
                   1756:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1757:                }
                   1758:                pivot = mat[j];
                   1759:                inv = invm(pivot[j],md);
                   1760:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1761:                        pivot[k] = dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1762:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1763:                        t = mat[i];
                   1764:                        if ( a = t[j] )
                   1765:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1766:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1767:                }
                   1768:        }
                   1769:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   1770:                pivot = mat[j];
                   1771:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   1772:                        t = mat[i];
                   1773:                        if ( a = t[j] )
                   1774:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1775:                                        t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1776:                }
                   1777:        }
                   1778:        return 0;
                   1779: }
                   1780:
                   1781: void Psolve_by_lu_gfmmat(arg,rp)
                   1782: NODE arg;
                   1783: VECT *rp;
                   1784: {
                   1785:        GFMMAT lu;
                   1786:        Q *perm,*rhs,*v;
                   1787:        int n,i;
                   1788:        unsigned int md;
                   1789:        unsigned int *b,*sol;
                   1790:        VECT r;
                   1791:
                   1792:        lu = (GFMMAT)ARG0(arg);
                   1793:        perm = (Q *)BDY((VECT)ARG1(arg));
                   1794:        rhs = (Q *)BDY((VECT)ARG2(arg));
                   1795:        md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG3(arg));
                   1796:        n = lu->col;
                   1797:        b = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1798:        sol = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1799:        for ( i = 0; i < n; i++ )
                   1800:                b[i] = QTOS(rhs[QTOS(perm[i])]);
                   1801:        solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,sol);
                   1802:        MKVECT(r,n);
                   1803:        for ( i = 0, v = (Q *)r->body; i < n; i++ )
                   1804:                        STOQ(sol[i],v[i]);
                   1805:        *rp = r;
                   1806: }
                   1807:
                   1808: void solve_by_lu_gfmmat(lu,md,b,x)
                   1809: GFMMAT lu;
                   1810: unsigned int md;
                   1811: unsigned int *b;
                   1812: unsigned int *x;
                   1813: {
                   1814:        int n;
                   1815:        unsigned int **a;
                   1816:        unsigned int *y;
                   1817:        int i,j;
                   1818:        unsigned int t,m;
                   1819:
                   1820:        n = lu->col;
                   1821:        a = lu->body;
                   1822:        y = (unsigned int *)MALLOC_ATOMIC(n*sizeof(int));
                   1823:        /* solve Ly=b */
                   1824:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   1825:                for ( t = b[i], j = 0; j < i; j++ )
                   1826:                        if ( a[i][j] ) {
                   1827:                                m = md - a[i][j];
                   1828:                                DMAR(m,y[j],t,md,t)
                   1829:                        }
                   1830:                y[i] = t;
                   1831:        }
                   1832:        /* solve Ux=y */
                   1833:        for ( i = n-1; i >= 0; i-- ) {
                   1834:                for ( t = y[i], j =i+1; j < n; j++ )
                   1835:                        if ( a[i][j] ) {
                   1836:                                m = md - a[i][j];
                   1837:                                DMAR(m,x[j],t,md,t)
                   1838:                        }
                   1839:                /* a[i][i] = 1/U[i][i] */
                   1840:                DMAR(t,a[i][i],0,md,x[i])
                   1841:        }
                   1842: }
                   1843:
                   1844: void Plu_gfmmat(arg,rp)
                   1845: NODE arg;
                   1846: LIST *rp;
                   1847: {
                   1848:        MAT m;
                   1849:        GFMMAT mm;
                   1850:        unsigned int md;
                   1851:        int i,row,col,status;
                   1852:        int *iperm;
                   1853:        Q *v;
                   1854:        VECT perm;
                   1855:        NODE n0;
                   1856:
                   1857:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1858:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1859:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1860:        mat_to_gfmmat(m,md,&mm);
                   1861:        row = m->row;
                   1862:        col = m->col;
                   1863:        iperm = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1864:        status = lu_gfmmat(mm,md,iperm);
                   1865:        if ( !status )
                   1866:                n0 = 0;
                   1867:        else {
                   1868:                MKVECT(perm,row);
                   1869:                for ( i = 0, v = (Q *)perm->body; i < row; i++ )
                   1870:                        STOQ(iperm[i],v[i]);
                   1871:                n0 = mknode(2,mm,perm);
                   1872:        }
                   1873:        MKLIST(*rp,n0);
                   1874: }
                   1875:
                   1876: void Pmat_to_gfmmat(arg,rp)
                   1877: NODE arg;
                   1878: GFMMAT *rp;
                   1879: {
                   1880:        MAT m;
                   1881:        unsigned int md;
                   1882:
                   1883:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"mat_to_gfmmat");
                   1884:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"mat_to_gfmmat");
                   1885:        m = (MAT)ARG0(arg); md = (unsigned int)QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1886:        mat_to_gfmmat(m,md,rp);
                   1887: }
                   1888:
                   1889: void mat_to_gfmmat(m,md,rp)
                   1890: MAT m;
                   1891: unsigned int md;
                   1892: GFMMAT *rp;
                   1893: {
                   1894:        unsigned int **wmat;
                   1895:        unsigned int t;
                   1896:        Q **mat;
                   1897:        Q q;
                   1898:        int i,j,row,col;
                   1899:
                   1900:        row = m->row; col = m->col; mat = (Q **)m->body;
                   1901:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col);
                   1902:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1903:                bzero((char *)wmat[i],col*sizeof(unsigned int));
                   1904:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1905:                        if ( q = mat[i][j] ) {
                   1906:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1907:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1908:                                        t = (md - t) % md;
                   1909:                                wmat[i][j] = t;
                   1910:                        }
                   1911:        }
                   1912:        TOGFMMAT(row,col,wmat,*rp);
                   1913: }
                   1914:
                   1915: void Pgeninvm_swap(arg,rp)
                   1916: NODE arg;
                   1917: LIST *rp;
                   1918: {
                   1919:        MAT m;
                   1920:        pointer **mat;
                   1921:        Q **tmat;
                   1922:        Q *tvect;
                   1923:        Q q;
                   1924:        unsigned int **wmat,**invmat;
                   1925:        int *index;
                   1926:        unsigned int t,md;
                   1927:        int i,j,row,col,status;
                   1928:        MAT mat1;
                   1929:        VECT vect1;
                   1930:        NODE node1,node2;
                   1931:
                   1932:        asir_assert(ARG0(arg),O_MAT,"geninvm_swap");
                   1933:        asir_assert(ARG1(arg),O_N,"geninvm_swap");
                   1934:        m = (MAT)ARG0(arg); md = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   1935:        row = m->row; col = m->col; mat = m->body;
                   1936:        wmat = (unsigned int **)almat(row,col+row);
                   1937:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1938:                bzero((char *)wmat[i],(col+row)*sizeof(int));
                   1939:                for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1940:                        if ( q = (Q)mat[i][j] ) {
                   1941:                                t = (unsigned int)rem(NM(q),md);
                   1942:                                if ( SGN(q) < 0 )
                   1943:                                        t = (md - t) % md;
                   1944:                                wmat[i][j] = t;
                   1945:                        }
                   1946:                wmat[i][col+i] = 1;
                   1947:        }
                   1948:        status = gauss_elim_geninv_mod_swap(wmat,row,col,md,&invmat,&index);
                   1949:        if ( status > 0 )
                   1950:                *rp = 0;
                   1951:        else {
                   1952:                MKMAT(mat1,col,col);
                   1953:                for ( i = 0, tmat = (Q **)mat1->body; i < col; i++ )
                   1954:                        for ( j = 0; j < col; j++ )
                   1955:                                UTOQ(invmat[i][j],tmat[i][j]);
                   1956:                MKVECT(vect1,row);
                   1957:                for ( i = 0, tvect = (Q *)vect1->body; i < row; i++ )
                   1958:                        STOQ(index[i],tvect[i]);
                   1959:                MKNODE(node2,vect1,0); MKNODE(node1,mat1,node2); MKLIST(*rp,node1);
                   1960:        }
                   1961: }
                   1962:
                   1963: gauss_elim_geninv_mod_swap(mat,row,col,md,invmatp,indexp)
                   1964: unsigned int **mat;
                   1965: int row,col;
                   1966: unsigned int md;
                   1967: unsigned int ***invmatp;
                   1968: int **indexp;
                   1969: {
                   1970:        int i,j,k,inv,a,n,m;
                   1971:        unsigned int *t,*pivot,*s;
                   1972:        int *index;
                   1973:        unsigned int **invmat;
                   1974:
                   1975:        n = col; m = row+col;
                   1976:        *indexp = index = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1977:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1978:                index[i] = i;
                   1979:        for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1980:                for ( i = j; i < row && !mat[i][j]; i++ );
                   1981:                if ( i == row ) {
                   1982:                        *indexp = 0; *invmatp = 0; return 1;
                   1983:                }
                   1984:                if ( i != j ) {
                   1985:                        t = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = t;
                   1986:                        k = index[i]; index[i] = index[j]; index[j] = k;
                   1987:                }
                   1988:                pivot = mat[j];
                   1989:                inv = (unsigned int)invm(pivot[j],md);
                   1990:                for ( k = j; k < m; k++ )
                   1991:                        if ( pivot[k] )
                   1992:                                pivot[k] = (unsigned int)dmar(pivot[k],inv,0,md);
                   1993:                for ( i = j+1; i < row; i++ ) {
                   1994:                        t = mat[i];
                   1995:                        if ( a = t[j] )
                   1996:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   1997:                                        if ( pivot[k] )
                   1998:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   1999:                }
                   2000:        }
                   2001:        for ( j = n-1; j >= 0; j-- ) {
                   2002:                pivot = mat[j];
                   2003:                for ( i = j-1; i >= 0; i-- ) {
                   2004:                        t = mat[i];
                   2005:                        if ( a = t[j] )
                   2006:                                for ( k = j, a = md - a; k < m; k++ )
                   2007:                                        if ( pivot[k] )
                   2008:                                                t[k] = dmar(pivot[k],a,t[k],md);
                   2009:                }
                   2010:        }
                   2011:        *invmatp = invmat = (unsigned int **)almat(col,col);
                   2012:        for ( i = 0; i < col; i++ )
                   2013:                for ( j = 0, s = invmat[i], t = mat[i]; j < col; j++ )
                   2014:                        s[j] = t[col+index[j]];
                   2015:        return 0;
                   2016: }
                   2017:
                   2018: void _addn(N,N,N);
                   2019: int _subn(N,N,N);
                   2020: void _muln(N,N,N);
                   2021:
                   2022: void inner_product_int(a,b,n,r)
                   2023: Q *a,*b;
                   2024: int n;
                   2025: Q *r;
                   2026: {
                   2027:        int la,lb,i;
                   2028:        int sgn,sgn1;
                   2029:        N wm,wma,sum,t;
                   2030:
                   2031:        for ( la = lb = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2032:                if ( a[i] )
                   2033:                        if ( DN(a[i]) )
                   2034:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2035:                        else
                   2036:                                la = MAX(PL(NM(a[i])),la);
                   2037:                if ( b[i] )
                   2038:                        if ( DN(b[i]) )
                   2039:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2040:                        else
                   2041:                                lb = MAX(PL(NM(b[i])),lb);
                   2042:        }
                   2043:        sgn = 0;
                   2044:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2045:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2046:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2047:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2048:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2049:                if ( !a[i] || !b[i] )
                   2050:                        continue;
                   2051:                _muln(NM(a[i]),NM(b[i]),wm);
                   2052:                sgn1 = SGN(a[i])*SGN(b[i]);
                   2053:                if ( !sgn ) {
                   2054:                        sgn = sgn1;
                   2055:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2056:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2057:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2058:                        if ( !PL(wma) )
                   2059:                                sgn = 0;
                   2060:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2061:                } else {
                   2062:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2063:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2064:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2065:                }
                   2066:        }
                   2067:        GC_free(wm);
                   2068:        GC_free(wma);
                   2069:        if ( !sgn ) {
                   2070:                GC_free(sum);
                   2071:                *r = 0;
                   2072:        } else
                   2073:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2074: }
                   2075:
1.3       noro     2076: /* (k,l) element of a*b where a: .x n matrix, b: n x . integer matrix */
                   2077:
                   2078: void inner_product_mat_int_mod(a,b,n,k,l,r)
                   2079: Q **a;
                   2080: int **b;
                   2081: int n,k,l;
                   2082: Q *r;
                   2083: {
                   2084:        int la,lb,i;
                   2085:        int sgn,sgn1;
                   2086:        N wm,wma,sum,t;
                   2087:        Q aki;
                   2088:        int bil,bilsgn;
                   2089:        struct oN tn;
                   2090:
                   2091:        for ( la = 0, i = 0; i < n; i++ ) {
                   2092:                if ( aki = a[k][i] )
                   2093:                        if ( DN(aki) )
                   2094:                                error("inner_product_int : invalid argument");
                   2095:                        else
                   2096:                                la = MAX(PL(NM(aki)),la);
                   2097:        }
                   2098:        lb = 1;
                   2099:        sgn = 0;
                   2100:        sum= NALLOC(la+lb+2);
                   2101:        bzero((char *)sum,(la+lb+3)*sizeof(unsigned int));
                   2102:        wm = NALLOC(la+lb+2);
                   2103:        wma = NALLOC(la+lb+2);
                   2104:        for ( i = 0; i < n; i++ ) {
                   2105:                if ( !(aki = a[k][i]) || !(bil = b[i][l]) )
                   2106:                        continue;
                   2107:                tn.p = 1;
                   2108:                if ( bil > 0 ) {
                   2109:                        tn.b[0] = bil; bilsgn = 1;
                   2110:                } else {
                   2111:                        tn.b[0] = -bil; bilsgn = -1;
                   2112:                }
                   2113:                _muln(NM(aki),&tn,wm);
                   2114:                sgn1 = SGN(aki)*bilsgn;
                   2115:                if ( !sgn ) {
                   2116:                        sgn = sgn1;
                   2117:                        t = wm; wm = sum; sum = t;
                   2118:                } else if ( sgn == sgn1 ) {
                   2119:                        _addn(sum,wm,wma);
                   2120:                        if ( !PL(wma) )
                   2121:                                sgn = 0;
                   2122:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2123:                } else {
                   2124:                        /* sgn*sum+sgn1*wm = sgn*(sum-wm) */
                   2125:                        sgn *= _subn(sum,wm,wma);
                   2126:                        t = wma; wma = sum; sum = t;
                   2127:                }
                   2128:        }
                   2129:        GC_free(wm);
                   2130:        GC_free(wma);
                   2131:        if ( !sgn ) {
                   2132:                GC_free(sum);
                   2133:                *r = 0;
                   2134:        } else
                   2135:                NTOQ(sum,sgn,*r);
                   2136: }
                   2137:
1.1       noro     2138: void Pmul_mat_vect_int(arg,rp)
                   2139: NODE arg;
                   2140: VECT *rp;
                   2141: {
                   2142:        MAT mat;
                   2143:        VECT vect,r;
                   2144:        int row,col,i;
                   2145:
                   2146:        mat = (MAT)ARG0(arg);
                   2147:        vect = (VECT)ARG1(arg);
                   2148:        row = mat->row;
                   2149:        col = mat->col;
                   2150:        MKVECT(r,row);
                   2151:        for ( i = 0; i < row; i++ )
                   2152:                inner_product_int(mat->body[i],vect->body,col,&r->body[i]);
                   2153:        *rp = r;
                   2154: }
                   2155:
                   2156: void Pnbpoly_up2(arg,rp)
                   2157: NODE arg;
                   2158: GF2N *rp;
                   2159: {
                   2160:        int m,type,ret;
                   2161:        UP2 r;
                   2162:
                   2163:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2164:        type = QTOS((Q)ARG1(arg));
                   2165:        ret = generate_ONB_polynomial(&r,m,type);
                   2166:        if ( ret == 0 )
                   2167:                MKGF2N(r,*rp);
                   2168:        else
                   2169:                *rp = 0;
                   2170: }
                   2171:
                   2172: void Px962_irredpoly_up2(arg,rp)
                   2173: NODE arg;
                   2174: GF2N *rp;
                   2175: {
                   2176:        int m,type,ret,w;
                   2177:        GF2N prev;
                   2178:        UP2 r;
                   2179:
                   2180:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2181:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2182:        if ( !prev ) {
                   2183:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2184:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2185:        } else {
                   2186:                r = prev->body;
                   2187:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2188:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2189:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2190:                }
                   2191:        }
                   2192:        ret = _generate_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2193:        if ( ret == 0 )
                   2194:                MKGF2N(r,*rp);
                   2195:        else
                   2196:                *rp = 0;
                   2197: }
                   2198:
                   2199: void Pirredpoly_up2(arg,rp)
                   2200: NODE arg;
                   2201: GF2N *rp;
                   2202: {
                   2203:        int m,type,ret,w;
                   2204:        GF2N prev;
                   2205:        UP2 r;
                   2206:
                   2207:        m = QTOS((Q)ARG0(arg));
                   2208:        prev = (GF2N)ARG1(arg);
                   2209:        if ( !prev ) {
                   2210:                w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2211:                bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2212:        } else {
                   2213:                r = prev->body;
                   2214:                if ( degup2(r) != m ) {
                   2215:                        w = (m>>5)+1; NEWUP2(r,w); r->w = 0;
                   2216:                        bzero((char *)r->b,w*sizeof(unsigned int));
                   2217:                }
                   2218:        }
                   2219:        ret = _generate_good_irreducible_polynomial(r,m,type);
                   2220:        if ( ret == 0 )
                   2221:                MKGF2N(r,*rp);
                   2222:        else
                   2223:                *rp = 0;
                   2224: }
                   2225:
                   2226: /*
                   2227:  * f = type 'type' normal polynomial of degree m if exists
                   2228:  * IEEE P1363 A.7.2
                   2229:  *
                   2230:  * return value : 0  --- exists
                   2231:  *                1  --- does not exist
                   2232:  *                -1 --- failure (memory allocation error)
                   2233:  */
                   2234:
                   2235: int generate_ONB_polynomial(UP2 *rp,int m,int type)
                   2236: {
                   2237:        int i,r;
                   2238:        int w;
                   2239:        UP2 f,f0,f1,f2,t;
                   2240:
                   2241:        w = (m>>5)+1;
                   2242:        switch ( type ) {
                   2243:                case 1:
                   2244:                        if ( !TypeT_NB_check(m,1) ) return 1;
                   2245:                        NEWUP2(f,w); *rp = f; f->w = w;
                   2246:                        /* set all the bits */
                   2247:                        for ( i = 0; i < w; i++ )
                   2248:                                f->b[i] = 0xffffffff;
                   2249:                        /* mask the top word if necessary */
                   2250:                        if ( r = (m+1)&31 )
                   2251:                                f->b[w-1] &= (1<<r)-1;
                   2252:                        return 0;
                   2253:                        break;
                   2254:                case 2:
                   2255:                        if ( !TypeT_NB_check(m,2) ) return 1;
                   2256:                        NEWUP2(f,w); *rp = f;
                   2257:                        W_NEWUP2(f0,w);
                   2258:                        W_NEWUP2(f1,w);
                   2259:                        W_NEWUP2(f2,w);
                   2260:
                   2261:                        /* recursion for genrating Type II normal polynomial */
                   2262:
                   2263:                        /* f0 = 1, f1 = t+1 */
                   2264:                        f0->w = 1; f0->b[0] = 1;
                   2265:                        f1->w = 1; f1->b[0] = 3;
                   2266:                        for ( i = 2; i <= m; i++ ) {
                   2267:                                /* f2 = t*f1+f0 */
                   2268:                                _bshiftup2(f1,-1,f2);
                   2269:                                _addup2_destructive(f2,f0);
                   2270:                                /* cyclic change of the variables */
                   2271:                                t = f0; f0 = f1; f1 = f2; f2 = t;
                   2272:                        }
                   2273:                        _copyup2(f1,f);
                   2274:                        return 0;
                   2275:                        break;
                   2276:                default:
                   2277:                        return -1;
                   2278:                        break;
                   2279:                }
                   2280: }
                   2281:
                   2282: /*
                   2283:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2284:  * return value : 0  --- exists
                   2285:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2286:  */
                   2287:
                   2288: int _generate_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2289: {
                   2290:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2291:        int w;
                   2292:        unsigned int *fd;
                   2293:
                   2294:        /*
                   2295:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2296:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2297:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2298:         */
                   2299:
                   2300:        fd = f->b;
                   2301:        w = (d>>5)+1;
                   2302:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2303:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2304:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2305:                switch ( nz ) {
                   2306:                        case 3:
                   2307:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2308:                                /* reset i0-th bit */
                   2309:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2310:                                j0 = k0 = 0;
                   2311:                                break;
                   2312:                        case 5:
                   2313:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2314:                                /* reset i0-th bit */
                   2315:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2316:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2317:                                /* reset j0-th bit */
                   2318:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2319:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2320:                                /* reset k0-th bit */
                   2321:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2322:                                break;
                   2323:                        default:
                   2324:                                f->w = 0; break;
                   2325:                }
                   2326:        } else
                   2327:                f->w = 0;
                   2328:
                   2329:        if ( !f->w ) {
                   2330:                fd = f->b;
                   2331:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2332:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2333:        }
                   2334:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2335:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2336:
                   2337:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2338:
                   2339:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2340:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2341:                if ( i < i0 ) continue;
                   2342:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2343:                /* set i-th bit */
                   2344:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2345:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2346:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2347:                /* reset i-th bit */
                   2348:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2349:        }
                   2350:
                   2351:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2352: PENTA:
                   2353:        for ( i = 1; i < d; i++ ) {
                   2354:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2355:                if ( i < i0 ) continue;
                   2356:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2357:                /* set i-th bit */
                   2358:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2359:                for ( j = i+1; j < d; j++ ) {
                   2360:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2361:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2362:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2363:                        /* set j-th bit */
                   2364:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2365:                        for ( k = j+1; k < d; k++ ) {
                   2366:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2367:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2368:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2369:                                /* set k-th bit */
                   2370:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2371:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2372:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2373:                                /* reset k-th bit */
                   2374:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2375:                        }
                   2376:                        /* reset j-th bit */
                   2377:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2378:                }
                   2379:                /* reset i-th bit */
                   2380:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2381:        }
                   2382:        /* exhausted */
                   2383:        return 1;
                   2384: }
                   2385:
                   2386: /*
                   2387:  * f = an irreducible trinomial or pentanomial of degree d 'after' f
                   2388:  *
                   2389:  * searching strategy:
                   2390:  *   trinomial x^d+x^i+1:
                   2391:  *         i is as small as possible.
                   2392:  *   trinomial x^d+x^i+x^j+x^k+1:
                   2393:  *         i is as small as possible.
                   2394:  *         For such i, j is as small as possible.
                   2395:  *         For such i and j, 'k' is as small as possible.
                   2396:  *
                   2397:  * return value : 0  --- exists
                   2398:  *                1  --- does not exist (exhaustion)
                   2399:  */
                   2400:
                   2401: int _generate_good_irreducible_polynomial(UP2 f,int d)
                   2402: {
                   2403:        int ret,i,j,k,nz,i0,j0,k0;
                   2404:        int w;
                   2405:        unsigned int *fd;
                   2406:
                   2407:        /*
                   2408:         * if f = x^d+x^i+1 then i0 <- i, j0 <- 0, k0 <-0.
                   2409:         * if f = x^d+x^k+x^j+x^i+1 (k>j>i) then i0 <- i, j0 <- j, k0 <-k.
                   2410:         * otherwise i0,j0,k0 is set to 0.
                   2411:         */
                   2412:
                   2413:        fd = f->b;
                   2414:        w = (d>>5)+1;
                   2415:        if ( f->w && (d==degup2(f)) ) {
                   2416:                for ( nz = 0, i = d; i >= 0; i-- )
                   2417:                        if ( fd[i>>5]&(1<<(i&31)) ) nz++;
                   2418:                switch ( nz ) {
                   2419:                        case 3:
                   2420:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2421:                                /* reset i0-th bit */
                   2422:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2423:                                j0 = k0 = 0;
                   2424:                                break;
                   2425:                        case 5:
                   2426:                                for ( i0 = 1; !(fd[i0>>5]&(1<<(i0&31))) ; i0++ );
                   2427:                                /* reset i0-th bit */
                   2428:                                fd[i0>>5] &= ~(1<<(i0&31));
                   2429:                                for ( j0 = i0+1; !(fd[j0>>5]&(1<<(j0&31))) ; j0++ );
                   2430:                                /* reset j0-th bit */
                   2431:                                fd[j0>>5] &= ~(1<<(j0&31));
                   2432:                                for ( k0 = j0+1; !(fd[k0>>5]&(1<<(k0&31))) ; k0++ );
                   2433:                                /* reset k0-th bit */
                   2434:                                fd[k0>>5] &= ~(1<<(k0&31));
                   2435:                                break;
                   2436:                        default:
                   2437:                                f->w = 0; break;
                   2438:                }
                   2439:        } else
                   2440:                f->w = 0;
                   2441:
                   2442:        if ( !f->w ) {
                   2443:                fd = f->b;
                   2444:                f->w = w; fd[0] |= 1; fd[d>>5] |= (1<<(d&31));
                   2445:                i0 = j0 = k0 = 0;
                   2446:        }
                   2447:        /* if j0 > 0 then f is already a pentanomial */
                   2448:        if ( j0 > 0 ) goto PENTA;
                   2449:
                   2450:        /* searching for an irreducible trinomial */
                   2451:
                   2452:        for ( i = 1; 2*i <= d; i++ ) {
                   2453:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2454:                if ( i < i0 ) continue;
                   2455:                if ( i == i0 ) { i0 = 0; continue; }
                   2456:                /* set i-th bit */
                   2457:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2458:                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2459:                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2460:                /* reset i-th bit */
                   2461:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2462:        }
                   2463:
                   2464:        /* searching for an irreducible pentanomial */
                   2465: PENTA:
                   2466:        for ( i = 3; i < d; i++ ) {
                   2467:                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2468:                if ( i < i0 ) continue;
                   2469:                if ( i == i0 ) i0 = 0;
                   2470:                /* set i-th bit */
                   2471:                fd[i>>5] |= (1<<(i&31));
                   2472:                for ( j = 2; j < i; j++ ) {
                   2473:                        /* skip the polynomials 'before' f */
                   2474:                        if ( j < j0 ) continue;
                   2475:                        if ( j == j0 ) j0 = 0;
                   2476:                        /* set j-th bit */
                   2477:                        fd[j>>5] |= (1<<(j&31));
                   2478:                        for ( k = 1; k < j; k++ ) {
                   2479:                                /* skip the polynomials 'before' f */
                   2480:                                if ( k < k0 ) continue;
                   2481:                                else if ( k == k0 ) { k0 = 0; continue; }
                   2482:                                /* set k-th bit */
                   2483:                                fd[k>>5] |= (1<<(k&31));
                   2484:                                ret = irredcheck_dddup2(f);
                   2485:                                if ( ret == 1 ) return 0;
                   2486:                                /* reset k-th bit */
                   2487:                                fd[k>>5] &= ~(1<<(k&31));
                   2488:                        }
                   2489:                        /* reset j-th bit */
                   2490:                        fd[j>>5] &= ~(1<<(j&31));
                   2491:                }
                   2492:                /* reset i-th bit */
                   2493:                fd[i>>5] &= ~(1<<(i&31));
                   2494:        }
                   2495:        /* exhausted */
                   2496:        return 1;
1.3       noro     2497: }
                   2498:
                   2499: printqmat(mat,row,col)
                   2500: Q **mat;
                   2501: int row,col;
                   2502: {
                   2503:        int i,j;
                   2504:
                   2505:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2506:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
1.8       noro     2507:                        printnum((Num)mat[i][j]); printf(" ");
1.3       noro     2508:                }
                   2509:                printf("\n");
                   2510:        }
                   2511: }
                   2512:
                   2513: printimat(mat,row,col)
                   2514: int **mat;
                   2515: int row,col;
                   2516: {
                   2517:        int i,j;
                   2518:
                   2519:        for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   2520:                for ( j = 0; j < col; j++ ) {
                   2521:                        printf("%d ",mat[i][j]);
                   2522:                }
                   2523:                printf("\n");
                   2524:        }
1.1       noro     2525: }

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