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Annotation of OpenXM_contrib2/asir2018/engine/Q.c, Revision 1.3

1.1       noro        1: #include "ca.h"
                      2: #include "gmp.h"
                      3: #include "base.h"
                      4: #include "inline.h"
                      5:
                      6: mpz_t ONEMPZ;
                      7: Z ONE;
                      8: int lf_lazy;
                      9: Z current_mod_lf;
                     10: int current_mod_lf_size;
                     11: gmp_randstate_t GMP_RAND;
                     12:
                     13: void isqrtz(Z a,Z *r);
                     14: void bshiftz(Z a,int n,Z *r);
                     15:
                     16: void *gc_realloc(void *p,size_t osize,size_t nsize)
                     17: {
                     18:   return (void *)Risa_GC_realloc(p,nsize);
                     19: }
                     20:
                     21: void gc_free(void *p,size_t size)
                     22: {
                     23:   Risa_GC_free(p);
                     24: }
                     25:
                     26: void init_gmpq()
                     27: {
1.3     ! noro       28:   mp_set_memory_functions(Risa_GC_malloc_atomic,gc_realloc,gc_free);
1.1       noro       29:
                     30:   mpz_init(ONEMPZ); mpz_set_ui(ONEMPZ,1); MPZTOZ(ONEMPZ,ONE);
                     31:   gmp_randinit_default(GMP_RAND);
                     32: }
                     33:
1.3     ! noro       34: void pmat(Z **a,int row,int col)
        !            35: {
        !            36:   int i,j;
        !            37:
        !            38:   for ( i = 0; i < row; i++, printf("\n") )
        !            39:     for ( j = 0; j < col; j++, printf(" ") )
        !            40:       printexpr(CO,a[i][j]);
        !            41:   printf("\n");
        !            42: }
        !            43:
1.1       noro       44: Z utoz(unsigned int u)
                     45: {
                     46:   mpz_t z;
                     47:   Z r;
                     48:
                     49:   if ( !u ) return 0;
                     50:   mpz_init(z); mpz_set_ui(z,u); MPZTOZ(z,r); return r;
                     51: }
                     52:
                     53: Z stoz(int s)
                     54: {
                     55:   mpz_t z;
                     56:   Z r;
                     57:
                     58:   if ( !s ) return 0;
                     59:   mpz_init(z); mpz_set_si(z,s); MPZTOZ(z,r); return r;
                     60: }
                     61:
                     62: int sgnz(Z z)
                     63: {
                     64:   if ( !z ) return 0;
                     65:   else return mpz_sgn(BDY(z));
                     66: }
                     67:
                     68: void nmq(Q q,Z *r)
                     69: {
                     70:   if ( !q ) *r = 0;
                     71:   else if ( INT(q) ) *r = (Z)q;
                     72:   else {
                     73:     MPZTOZ(mpq_numref(BDY(q)),*r);
                     74:   }
                     75: }
                     76:
                     77: void dnq(Q q,Z *r)
                     78: {
                     79:   if ( !q ) *r = 0;
                     80:   else if ( INT(q) ) *r = ONE;
                     81:   else {
                     82:     MPZTOZ(mpq_denref(BDY(q)),*r);
                     83:   }
                     84: }
                     85:
                     86: int sgnq(Q q)
                     87: {
                     88:   if ( !q ) return 0;
                     89:   else if ( q->z ) return mpz_sgn(BDY((Z)q));
                     90:   else return mpz_sgn(mpq_numref(BDY(q)));
                     91: }
                     92:
                     93: Q mpqtozq(mpq_t a)
                     94: {
                     95:   Z z;
                     96:   Q q;
                     97:
                     98:   if ( INTMPQ(a) ) {
                     99:     MPZTOZ(mpq_numref(a),z); return (Q)z;
                    100:   } else {
                    101:     MPQTOQ(a,q); return q;
                    102:   }
                    103: }
                    104:
                    105: void dupz(Z a,Z *b)
                    106: {
                    107:   mpz_t t;
                    108:
                    109:   if ( !a ) *b = a;
                    110:   else {
                    111:     mpz_init(t); mpz_set(t,BDY(a)); MPZTOZ(t,*b);
                    112:   }
                    113: }
                    114:
                    115: int n_bits_z(Z a)
                    116: {
                    117:   return a ? mpz_sizeinbase(BDY(a),2) : 0;
                    118: }
                    119:
                    120: void addz(Z n1,Z n2,Z *nr)
                    121: {
                    122:   mpz_t t;
                    123:   int s1,s2;
                    124:
                    125:   if ( !n1 ) *nr = n2;
                    126:   else if ( !n2 ) *nr = n1;
                    127:   else if ( !n1->z || !n2->z )
                    128:     error("addz : invalid argument");
                    129:   else {
                    130:     mpz_init(t); mpz_add(t,BDY(n1),BDY(n2)); MPZTOZ(t,*nr);
                    131:   }
                    132: }
                    133:
                    134: void subz(Z n1,Z n2,Z *nr)
                    135: {
                    136:   mpz_t t;
                    137:
                    138:   if ( !n1 ) {
                    139:     if ( !n2 )
                    140:       *nr = 0;
                    141:     else
                    142:       chsgnz(n2,nr);
                    143:   } else if ( !n2 )
                    144:     *nr = n1;
                    145:   else if ( n1 == n2 )
                    146:     *nr = 0;
                    147:   else if ( !n1->z || !n2->z )
                    148:     error("subz : invalid argument");
                    149:   else {
                    150:     mpz_init(t); mpz_sub(t,BDY(n1),BDY(n2)); MPZTOZ(t,*nr);
                    151:   }
                    152: }
                    153:
                    154: void mulz(Z n1,Z n2,Z *nr)
                    155: {
                    156:   mpz_t t;
                    157:
                    158:   if ( !n1 || !n2 ) *nr = 0;
                    159:   else if ( !n1->z || !n2->z )
                    160:     error("mulz : invalid argument");
                    161:   else if ( UNIQ(n1) ) *nr = n2;
                    162:   else if ( UNIQ(n2) ) *nr = n1;
                    163:   else if ( MUNIQ(n1) ) chsgnz(n2,nr);
                    164:   else if ( MUNIQ(n2) ) chsgnz(n1,nr);
                    165:   else {
                    166:     mpz_init(t); mpz_mul(t,BDY(n1),BDY(n2)); MPZTOZ(t,*nr);
                    167:   }
                    168: }
                    169:
                    170: /* nr += n1*n2 */
                    171:
                    172: void muladdtoz(Z n1,Z n2,Z *nr)
                    173: {
1.3     ! noro      174: #if 0
1.1       noro      175:   Z t;
                    176:
                    177:   if ( n1 && n2 ) {
                    178:         if ( !(*nr) ) {
                    179:           NEWZ(t); mpz_init(BDY(t)); *nr = t;
                    180:         }
                    181:         mpz_addmul(BDY(*nr),BDY(n1),BDY(n2));
1.2       noro      182:         if ( !mpz_sgn(BDY(*nr)) )
                    183:           *nr = 0;
1.3     ! noro      184:   }
1.2       noro      185: #else
                    186:   Z t,s;
                    187:
                    188:   mulz(n1,n2,&t); addz(*nr,t,&s); *nr = s;
                    189: #endif
1.1       noro      190: }
                    191:
                    192: /* nr += n1*u */
                    193:
                    194: void mul1addtoz(Z n1,long u,Z *nr)
                    195: {
1.3     ! noro      196: #if 0
1.1       noro      197:   Z t;
                    198:
                    199:   if ( n1 && u ) {
                    200:         if ( !(*nr) ) {
                    201:           NEWZ(t); mpz_init(BDY(t)); *nr = t;
                    202:         }
                    203:         if ( u >= 0 )
                    204:           mpz_addmul_ui(BDY(*nr),BDY(n1),(unsigned long)u);
                    205:         else
                    206:           mpz_submul_ui(BDY(*nr),BDY(n1),(unsigned long)(-u));
1.2       noro      207:         if ( !mpz_sgn(BDY(*nr)) )
                    208:           *nr = 0;
1.1       noro      209:     }
1.3     ! noro      210: #else
        !           211:   Z t,s;
        !           212:
        !           213:   mul1z(n1,u,&t); addz(*nr,t,&s); *nr = s;
        !           214: #endif
1.1       noro      215: }
                    216:
                    217: void mul1z(Z n1,long n2,Z *nr)
                    218: {
                    219:   mpz_t t;
                    220:
                    221:   if ( !n1 || !n2 ) *nr = 0;
                    222:   else {
                    223:     mpz_init(t); mpz_mul_si(t,BDY(n1),n2); MPZTOZ(t,*nr);
                    224:   }
                    225: }
                    226:
                    227: void divz(Z n1,Z n2,Z *nq)
                    228: {
                    229:   mpz_t t;
                    230:   mpq_t a, b, q;
                    231:
                    232:   if ( !n2 ) {
                    233:     error("division by 0");
                    234:     *nq = 0;
                    235:   } else if ( !n1 )
                    236:     *nq = 0;
                    237:   else if ( n1 == n2 ) {
                    238:     mpz_init(t); mpz_set_ui(t,1); MPZTOZ(t,*nq);
                    239:   } else {
                    240:     MPZTOMPQ(BDY(n1),a); MPZTOMPQ(BDY(n2),b);
                    241:     mpq_init(q); mpq_div(q,a,b); *nq = (Z)mpqtozq(q);
                    242:   }
                    243: }
                    244:
                    245: void remz(Z n1,Z n2,Z *nr)
                    246: {
                    247:   mpz_t r;
                    248:
                    249:   if ( !n2 ) {
                    250:     error("division by 0");
                    251:     *nr = 0;
                    252:   } else if ( !n1 || n1 == n2 )
                    253:     *nr = 0;
                    254:   else if ( !n1->z || !n2->z )
                    255:     error("remz : invalid argument");
                    256:   else {
                    257:     mpz_init(r);
                    258:     mpz_mod(r,BDY(n1),BDY(n2));
                    259:     if ( !mpz_sgn(r) ) *nr = 0;
                    260:     else MPZTOZ(r,*nr);
                    261:   }
                    262: }
                    263:
                    264: void divqrz(Z n1,Z n2,Z *nq,Z *nr)
                    265: {
                    266:   mpz_t t, a, b, q, r;
                    267:
                    268:   if ( !n2 ) {
                    269:     error("division by 0");
                    270:     *nq = 0; *nr = 0;
                    271:   } else if ( !n1 ) {
                    272:     *nq = 0; *nr = 0;
                    273:   } else if ( !n1->z || !n2->z )
                    274:     error("divqrz : invalid argument");
                    275:   else if ( n1 == n2 ) {
                    276:     mpz_init(t); mpz_set_ui(t,1); MPZTOZ(t,*nq); *nr = 0;
                    277:   } else {
                    278:     mpz_init(q); mpz_init(r);
                    279:     mpz_fdiv_qr(q,r,BDY(n1),BDY(n2));
                    280:     if ( !mpz_sgn(q) ) *nq = 0;
                    281:     else MPZTOZ(q,*nq);
                    282:     if ( !mpz_sgn(r) ) *nr = 0;
                    283:     else MPZTOZ(r,*nr);
                    284:   }
                    285: }
                    286:
                    287: void divsz(Z n1,Z n2,Z *nq)
                    288: {
                    289:   mpz_t t;
                    290:   mpq_t a, b, q;
                    291:
                    292:   if ( !n2 ) {
                    293:     error("division by 0");
                    294:     *nq = 0;
                    295:   } else if ( !n1 )
                    296:     *nq = 0;
                    297:   else if ( !n1->z || !n2->z )
                    298:     error("divsz : invalid argument");
                    299:   else if ( n1 == n2 ) {
                    300:     mpz_init(t); mpz_set_ui(t,1); MPZTOZ(t,*nq);
                    301:   } else {
                    302:     mpz_init(t); mpz_divexact(t,BDY(n1),BDY(n2)); MPZTOZ(t,*nq);
                    303:   }
                    304: }
                    305:
                    306: void chsgnz(Z n,Z *nr)
                    307: {
                    308:   mpz_t t;
                    309:
                    310:   if ( !n )
                    311:     *nr = 0;
                    312:   else if ( !n->z )
                    313:     error("chsgnz : invalid argument");
                    314:   else {
                    315:     t[0] = BDY(n)[0]; mpz_neg(t,t); MPZTOZ(t,*nr);
                    316:   }
                    317: }
                    318:
                    319: void absz(Z n,Z *nr)
                    320: {
                    321:   if ( !n ) *nr = 0;
                    322:   else if ( !n->z )
                    323:     error("absz : invalid argument");
                    324:   else if ( sgnz(n) < 0 ) chsgnz(n,nr);
                    325:   else *nr = n;
                    326: }
                    327:
                    328: int evenz(Z n)
                    329: {
                    330:   return !n ? 1 : mpz_even_p(BDY(n));
                    331: }
                    332:
                    333: int smallz(Z n)
                    334: {
                    335:   if ( !n ) return 1;
                    336:   else if ( INT(n) && mpz_fits_sint_p(BDY(n)) ) return 1;
                    337:   else return 0;
                    338: }
                    339:
                    340: void pwrz(Z n1,Z n,Z *nr)
                    341: {
                    342:   mpq_t t,q;
                    343:   mpz_t z;
                    344:   Q p,r;
                    345:
                    346:   if ( !n || UNIQ(n1) ) *nr = ONE;
                    347:   else if ( !n1 ) *nr = 0;
                    348:   else if ( !n->z || !n1->z )
                    349:     error("pwrz : invalid argument");
                    350:   else if ( MUNIQ(n1) ) {
                    351:     if ( mpz_even_p(BDY((Z)n)) ) *nr = ONE;
                    352:     else *nr = n1;
                    353:   } else if ( !smallz(n) ) {
                    354:     error("exponent too big."); *nr = 0;
                    355:   } else if ( n1->z && mpz_sgn(BDY((Z)n))>0 ) {
                    356:     mpz_init(z); mpz_pow_ui(z,BDY(n1),QTOS(n)); MPZTOZ(z,*nr);
                    357:   } else {
                    358:     MPZTOMPQ(BDY(n1),q); MPQTOQ(q,r);
                    359:     pwrq(r,(Q)n,&p); *nr = (Z)p;
                    360:   }
                    361: }
                    362:
                    363: int cmpz(Z q1,Z q2)
                    364: {
                    365:   int sgn;
                    366:
                    367:   if ( !q1 ) {
                    368:     if ( !q2 )
                    369:       return 0;
                    370:     else
                    371:       return -mpz_sgn(BDY(q2));
                    372:   } else if ( !q2 )
                    373:     return mpz_sgn(BDY(q1));
                    374:   else if ( !q1->z || !q2->z )
                    375:     error("mpqz : invalid argument");
                    376:   else if ( (sgn = mpz_sgn(BDY(q1))) != mpz_sgn(BDY(q2)) )
                    377:       return sgn;
                    378:   else {
                    379:     sgn = mpz_cmp(BDY(q1),BDY(q2));
                    380:     if ( sgn > 0 ) return 1;
                    381:     else if ( sgn < 0 ) return -1;
                    382:     else return 0;
                    383:   }
                    384: }
                    385:
                    386: void gcdz(Z n1,Z n2,Z *nq)
                    387: {
                    388:   mpz_t t;
                    389:
                    390:   if ( !n1 ) *nq = n2;
                    391:   else if ( !n2 ) *nq = n1;
                    392:   else if ( !n1->z || !n2->z )
                    393:     error("gcdz : invalid argument");
                    394:   else {
                    395:     mpz_init(t); mpz_gcd(t,BDY(n1),BDY(n2));
                    396:     MPZTOZ(t,*nq);
                    397:   }
                    398: }
                    399:
                    400: void invz(Z n1,Z n2,Z *nq)
                    401: {
                    402:   mpz_t t;
                    403:
                    404:   if ( !n1 || !n2 || !n1->z || !n2->z )
                    405:     error("invz : invalid argument");
                    406:   mpz_init(t); mpz_invert(t,BDY(n1),BDY(n2));
                    407:   MPZTOZ(t,*nq);
                    408: }
                    409:
                    410: void lcmz(Z n1,Z n2,Z *nq)
                    411: {
                    412:   Z g,t;
                    413:
                    414:   if ( !n1 || !n2 ) *nq = 0;
                    415:   else if ( !n1->z || !n2->z )
                    416:     error("lcmz : invalid argument");
                    417:   else {
                    418:     gcdz(n1,n2,&g); divsz(n1,g,&t);
                    419:     mulz(n2,t,nq);
                    420:   }
                    421: }
                    422:
                    423: void gcdvz(VECT v,Z *q)
                    424: {
                    425:   int n,i;
                    426:   Z *b;
                    427:   Z g,g1;
                    428:
                    429:   n = v->len;
                    430:   b = (Z *)v->body;
                    431:   g = b[0];
                    432:   for ( i = 1; i < n; i++ ) {
                    433:     gcdz(g,b[i],&g1); g = g1;
                    434:   }
                    435:   *q = g;
                    436: }
                    437:
                    438: void gcdvz_estimate(VECT v,Z *q)
                    439: {
                    440:   int n,m,i;
                    441:   Z s,t,u;
                    442:   Z *b;
                    443:
                    444:   n = v->len;
                    445:   b = (Z *)v->body;
                    446:   if ( n == 1 ) {
                    447:     if ( mpz_sgn(BDY(b[0]))<0 ) chsgnz(b[0],q);
                    448:     else *q = b[0];
                    449:   }
                    450:   m = n/2;
                    451:   for ( i = 0, s = 0; i < m; i++ ) {
                    452:     if ( b[i] && mpz_sgn(BDY(b[i]))<0 ) subz(s,b[i],&u);
                    453:     else addz(s,b[i],&u);
                    454:     s = u;
                    455:   }
                    456:   for ( i = 0, t = 0; i < n; i++ ) {
                    457:     if ( b[i] && mpz_sgn(BDY(b[i]))<0 ) subz(t,b[i],&u);
                    458:     else addz(t,b[i],&u);
                    459:     t = u;
                    460:   }
                    461:   gcdz(s,t,q);
                    462: }
                    463:
                    464: void factorialz(unsigned int n,Z *nr)
                    465: {
                    466:   mpz_t a;
                    467:   mpz_init(a);
                    468:   mpz_fac_ui(a,n);
                    469:   MPZTOZ(a,*nr);
                    470: }
                    471:
                    472: void randomz(int blen,Z *nr)
                    473: {
                    474:   mpz_t z;
                    475:
                    476:   mpz_init(z);
                    477:   mpz_urandomb(z,GMP_RAND,blen);
                    478:   MPZTOZ(z,*nr);
                    479: }
                    480:
                    481: int tstbitz(Z n,int k)
                    482: {
                    483:    if ( !n || !n->z )
                    484:     error("tstbitz : invalid argument");
                    485:    return !n ? 0 : mpz_tstbit(BDY(n),k);
                    486: }
                    487:
                    488: void addq(Q n1,Q n2,Q *nr)
                    489: {
                    490:   mpq_t q1,q2,t;
                    491:
                    492:   if ( !n1 ) *nr = n2;
                    493:   else if ( !n2 ) *nr = n1;
                    494:   else if ( n1->z && n2->z )
                    495:     addz((Z)n1,(Z)n2,(Z *)nr);
                    496:   else {
                    497:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    498:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    499:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    500:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    501:     mpq_init(t); mpq_add(t,q1,q2); *nr = mpqtozq(t);
                    502:   }
                    503: }
                    504:
                    505: void subq(Q n1,Q n2,Q *nr)
                    506: {
                    507:   mpq_t q1,q2,t;
                    508:
                    509:   if ( !n1 ) {
                    510:     if ( !n2 ) *nr = 0;
                    511:     else if ( n1->z ) chsgnz((Z)n1,(Z *)nr);
                    512:     else {
                    513:         mpq_init(t); mpq_neg(t,BDY(n2)); MPQTOQ(t,*nr);
                    514:       }
                    515:   } else if ( !n2 ) *nr = n1;
                    516:   else if ( n1 == n2 ) *nr = 0;
                    517:   else if ( n1->z && n2->z )
                    518:     subz((Z)n1,(Z)n2,(Z *)nr);
                    519:   else {
                    520:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    521:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    522:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    523:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    524:     mpq_init(t); mpq_sub(t,q1,q2); *nr = mpqtozq(t);
                    525:   }
                    526: }
                    527:
                    528: void mulq(Q n1,Q n2,Q *nr)
                    529: {
                    530:   mpq_t t,q1,q2;
                    531:
                    532:   if ( !n1 || !n2 ) *nr = 0;
                    533:   else if ( n1->z && n2->z )
                    534:     mulz((Z)n1,(Z)n2,(Z *)nr);
                    535:   else {
                    536:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    537:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    538:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    539:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    540:     mpq_init(t); mpq_mul(t,q1,q2); *nr = mpqtozq(t);
                    541:   }
                    542: }
                    543:
                    544: void divq(Q n1,Q n2,Q *nq)
                    545: {
                    546:   mpq_t t,q1,q2;
                    547:
                    548:   if ( !n2 ) {
                    549:     error("division by 0");
                    550:     *nq = 0;
                    551:     return;
                    552:   } else if ( !n1 ) *nq = 0;
                    553:   else if ( n1 == n2 ) *nq = (Q)ONE;
                    554:   else {
                    555:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    556:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    557:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    558:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    559:     mpq_init(t); mpq_div(t,q1,q2); *nq = mpqtozq(t);
                    560:   }
                    561: }
                    562:
                    563: void invq(Q n,Q *nr)
                    564: {
                    565:   Z nm,dn;
                    566:
                    567:   if ( INT(n) )
                    568:     divq((Q)ONE,n,nr);
                    569:   else {
                    570:     nmq(n,&nm);
                    571:     dnq(n,&dn);
                    572:     divq((Q)dn,(Q)nm,nr);
                    573:   }
                    574: }
                    575:
                    576: void chsgnq(Q n,Q *nr)
                    577: {
                    578:   mpq_t t;
                    579:
                    580:   if ( !n ) *nr = 0;
                    581:   else if (n->z ) chsgnz((Z)n,(Z *)nr);
                    582:   else {
                    583:     mpq_init(t); mpq_neg(t,BDY(n)); MPQTOQ(t,*nr);
                    584:   }
                    585: }
                    586:
                    587: void absq(Q n,Q *nr)
                    588: {
                    589:   if ( !n ) *nr = 0;
                    590:   else if ( n->z ) absz((Z)n,(Z *)nr);
                    591:   else if ( sgnq(n) < 0 ) chsgnq(n,nr);
                    592:   else *nr = n;
                    593: }
                    594:
                    595: void pwrq(Q n1,Q n,Q *nr)
                    596: {
                    597:   int e;
                    598:   mpz_t nm,dn;
                    599:   mpq_t t;
                    600:
                    601:   if ( !n || UNIQ((Z)n1) || UNIQ(n1) ) *nr = (Q)ONE;
                    602:   else if ( !n1 ) *nr = 0;
                    603:   else if ( !INT(n) ) {
                    604:     error("can't calculate fractional power."); *nr = 0;
                    605:   } else if ( !smallz((Z)n) ) {
                    606:     error("exponent too big."); *nr = 0;
                    607:   } else {
                    608:     e = QTOS(n);
                    609:     if ( e < 0 ) {
                    610:       e = -e;
                    611:       if ( n1->z ) {
                    612:         nm[0] = ONEMPZ[0];
                    613:         dn[0] = BDY((Z)n1)[0];
                    614:       } else {
                    615:         nm[0] = mpq_denref(BDY(n1))[0];
                    616:         dn[0] = mpq_numref(BDY(n1))[0];
                    617:       }
                    618:     } else {
                    619:       if ( n1->z ) {
                    620:         nm[0] = BDY((Z)n1)[0];
                    621:         dn[0] = ONEMPZ[0];
                    622:       } else {
                    623:         nm[0] = mpq_numref(BDY(n1))[0];
                    624:         dn[0] = mpq_denref(BDY(n1))[0];
                    625:       }
                    626:     }
                    627:     mpq_init(t);
                    628:     mpz_pow_ui(mpq_numref(t),nm,e); mpz_pow_ui(mpq_denref(t),dn,e);
                    629:     *nr = mpqtozq(t);
                    630:   }
                    631: }
                    632:
                    633: int cmpq(Q n1,Q n2)
                    634: {
                    635:   mpq_t q1,q2;
                    636:   int sgn;
                    637:
                    638:   if ( !n1 ) {
                    639:     if ( !n2 ) return 0;
                    640:     else return (n2->z) ? -mpz_sgn(BDY((Z)n2)) : -mpq_sgn(BDY(n2));
                    641:   } if ( !n2 ) return (n1->z) ? mpz_sgn(BDY((Z)n1)) : mpq_sgn(BDY(n1));
                    642:   else if ( n1->z && n2->z )
                    643:     return cmpz((Z)n1,(Z)n2);
                    644:   else if ( (sgn = mpq_sgn(BDY(n1))) != mpq_sgn(BDY(n2)) ) return sgn;
                    645:   else {
                    646:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    647:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    648:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    649:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    650:     sgn = mpq_cmp(q1,q2);
                    651:     if ( sgn > 0 ) return 1;
                    652:     else if ( sgn < 0 ) return -1;
                    653:     else return 0;
                    654:   }
                    655: }
                    656:
                    657: /* t = [nC0 nC1 ... nCn] */
                    658:
                    659: void mkbc(int n,Z *t)
                    660: {
                    661:   int i;
                    662:   Z c,d,iq;
                    663:
                    664:   for ( t[0] = ONE, i = 1; i <= n/2; i++ ) {
                    665:     STOQ(n-i+1,c); mulz(t[i-1],c,&d);
                    666:     STOQ(i,iq); divsz(d,iq,&t[i]);
                    667:   }
                    668:   for ( ; i <= n; i++ )
                    669:     t[i] = t[n-i];
                    670: }
                    671:
                    672: /*
                    673:  *  Dx^k*x^l = W(k,l,0)*x^l*Dx^k+W(k,l,1)*x^(l-1)*x^(k-1)*+...
                    674:  *
                    675:  *  t = [W(k,l,0) W(k,l,1) ... W(k,l,min(k,l)]
                    676:  *  where W(k,l,i) = i! * kCi * lCi
                    677:  */
                    678:
                    679: /* mod m table */
                    680: /* XXX : should be optimized */
                    681:
                    682: void mkwcm(int k,int l,int m,int *t)
                    683: {
                    684:   int i,n;
                    685:   Z *s;
                    686:
                    687:   n = MIN(k,l);
                    688:   s = (Z *)ALLOCA((n+1)*sizeof(Q));
                    689:   mkwc(k,l,s);
                    690:   for ( i = 0; i <= n; i++ ) {
                    691:     t[i] = remqi((Q)s[i],m);
                    692:   }
                    693: }
                    694:
                    695: void mkwc(int k,int l,Z *t)
                    696: {
                    697:   mpz_t a,b,q,nm,z,u;
                    698:   int i,n;
                    699:
                    700:   n = MIN(k,l);
                    701:   mpz_init_set_ui(z,1);
                    702:   mpz_init(u); mpz_set(u,z); MPZTOZ(u,t[0]);
                    703:   mpz_init(a); mpz_init(b); mpz_init(nm);
                    704:   for ( i = 1; i <= n; i++ ) {
                    705:     mpz_set_ui(a,k-i+1); mpz_set_ui(b,l-i+1); mpz_mul(nm,a,b);
                    706:     mpz_mul(z,BDY(t[i-1]),nm); mpz_fdiv_q_ui(z,z,i);
                    707:     mpz_init(u); mpz_set(u,z); MPZTOZ(u,t[i]);
                    708:   }
                    709: }
                    710:
                    711: void lgp(P p,Z *g,Z *l);
                    712:
                    713: void ptozp(P p,int sgn,Q *c,P *pr)
                    714: {
                    715:   Z nm,dn;
                    716:
                    717:   if ( !p ) {
                    718:     *c = 0; *pr = 0;
                    719:   } else {
                    720:     lgp(p,&nm,&dn);
                    721:     divz(nm,dn,(Z *)c);
                    722:     divsp(CO,p,(P)*c,pr);
                    723:   }
                    724: }
                    725:
                    726: void lgp(P p,Z *g,Z *l)
                    727: {
                    728:   DCP dc;
                    729:   Z g1,g2,l1,l2,l3,l4;
                    730:
                    731:   if ( NUM(p) ) {
                    732:     if ( ((Q)p)->z ) {
                    733:       MPZTOZ(BDY((Z)p),*g);
                    734:       *l = ONE;
                    735:     } else {
                    736:       MPZTOZ(mpq_numref(BDY((Q)p)),*g);
                    737:       MPZTOZ(mpq_denref(BDY((Q)p)),*l);
                    738:     }
                    739:   } else {
                    740:     dc = DC(p); lgp(COEF(dc),g,l);
                    741:     for ( dc = NEXT(dc); dc; dc = NEXT(dc) ) {
                    742:       lgp(COEF(dc),&g1,&l1); gcdz(*g,g1,&g2); *g = g2;
                    743:       gcdz(*l,l1,&l2); mulz(*l,l1,&l3); divz(l3,l2,l);
                    744:     }
                    745:   }
                    746: }
                    747:
                    748: void qltozl(Q *w,int n,Z *dvr)
                    749: {
                    750:   Z nm,dn;
                    751:   Z g,g1,l1,l2,l3;
                    752:   Q c;
                    753:   int i;
                    754:   struct oVECT v;
                    755:
                    756:   for ( i = 0; i < n; i++ )
                    757:     if ( w[i] && !w[i]->z )
                    758:       break;
                    759:   if ( i == n ) {
                    760:     v.id = O_VECT; v.len = n; v.body = (pointer *)w;
                    761:     gcdvz(&v,dvr); return;
                    762:   }
                    763:   for ( i = 0; !w[i]; i++ );
                    764:   c = w[i];
                    765:   if ( !c->z ) {
                    766:     MPZTOZ(mpq_numref(BDY(c)),nm); MPZTOZ(mpq_denref(BDY(c)),dn);
                    767:   } else {
                    768:     MPZTOZ(BDY((Z)c),nm); dn = ONE;
                    769:   }
                    770:   for ( i++; i < n; i++ ) {
                    771:     c = w[i];
                    772:     if ( !c ) continue;
                    773:     if ( !c->z ) {
                    774:       MPZTOZ(mpq_numref(BDY(c)),g1); MPZTOZ(mpq_denref(BDY(c)),l1);
                    775:     } else {
                    776:       MPZTOZ(BDY((Z)c),g1); l1 = ONE;
                    777:     }
                    778:     gcdz(nm,g1,&g); nm = g;
                    779:     gcdz(dn,l1,&l2); mulz(dn,l1,&l3); divz(l3,l2,&dn);
                    780:   }
                    781:   divz(nm,dn,dvr);
                    782: }
                    783:
                    784: int z_bits(Q q)
                    785: {
                    786:   if ( !q ) return 0;
                    787:   else if ( q->z ) return mpz_sizeinbase(BDY((Z)q),2);
                    788:   else
                    789:     return mpz_sizeinbase(mpq_numref(BDY(q)),2)
                    790:       + mpz_sizeinbase(mpq_denref(BDY(q)),2);
                    791: }
                    792:
                    793: int zp_mag(P p)
                    794: {
                    795:   int s;
                    796:   DCP dc;
                    797:
                    798:   if ( !p ) return 0;
                    799:   else if ( OID(p) == O_N ) return z_bits((Q)p);
                    800:   else {
                    801:     for ( dc = DC(p), s = 0; dc; dc = NEXT(dc) ) s += zp_mag(COEF(dc));
                    802:     return s;
                    803:   }
                    804: }
                    805:
                    806: void makesubstz(VL v,NODE *s)
                    807: {
                    808:   NODE r,r0;
                    809:   Z q;
                    810:   unsigned int n;
                    811:
                    812:   for ( r0 = 0; v; v = NEXT(v) ) {
                    813:     NEXTNODE(r0,r); BDY(r) = (pointer)v->v;
                    814: #if defined(_PA_RISC1_1)
                    815:     n = mrand48()&BMASK; q = utoz(n);
                    816: #else
                    817:     n = random(); q = utoz(n);
                    818: #endif
                    819:     NEXTNODE(r0,r); BDY(r) = (pointer)q;
                    820:   }
                    821:   if ( r0 ) NEXT(r) = 0;
                    822:   *s = r0;
                    823: }
                    824:
                    825: unsigned int remqi(Q a,unsigned int mod)
                    826: {
                    827:   unsigned int c,nm,dn;
                    828:   mpz_t r;
                    829:
                    830:   if ( !a ) return 0;
                    831:   else if ( a->z ) {
                    832:     mpz_init(r);
                    833:     c = mpz_fdiv_r_ui(r,BDY((Z)a),mod);
                    834:   } else {
                    835:     mpz_init(r);
                    836:     nm = mpz_fdiv_r_ui(r,mpq_numref(BDY(a)),mod);
                    837:     dn = mpz_fdiv_r_ui(r,mpq_denref(BDY(a)),mod);
                    838:     dn = invm(dn,mod);
                    839:     DMAR(nm,dn,0,mod,c);
                    840:   }
                    841:   return c;
                    842: }
                    843:
                    844: extern int DP_Print;
                    845:
                    846: #define F4_INTRAT_PERIOD 8
                    847:
                    848: int generic_gauss_elim(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                    849: {
                    850:   int **wmat;
                    851:   Z **bmat,**tmat,*bmi,*tmi;
                    852:   Z q,m1,m2,m3,s,u;
                    853:   int *wmi,*colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    854:   int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    855:   MAT r,crmat;
                    856:   int ret;
                    857:
                    858:   bmat = (Z **)mat->body;
                    859:   row = mat->row; col = mat->col;
                    860:   wmat = (int **)almat(row,col);
                    861:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    862:   wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    863:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                    864:     if ( DP_Print ) {
                    865:       fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    866:     }
                    867:     md = get_lprime(ind);
                    868:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                    869:       for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    870:         wmi[j] = remqi((Q)bmi[j],md);
                    871:     rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    872:     if ( !ind ) {
                    873: RESET:
                    874:       m1 = utoz(md);
                    875:       rank0 = rank;
                    876:       bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    877:       MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    878:       MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    879:       tmat = (Z **)crmat->body;
                    880:       for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    881:         for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    882:           if ( !colstat[j] ) tmi[k++] = utoz(wmi[j]);
                    883:     } else {
                    884:       if ( rank < rank0 ) {
                    885:         if ( DP_Print ) {
                    886:           fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
                    887:           fflush(asir_out);
                    888:         }
                    889:         continue;
                    890:       } else if ( rank > rank0 ) {
                    891:         if ( DP_Print ) {
                    892:           fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
                    893:           fflush(asir_out);
                    894:         }
                    895:         goto RESET;
                    896:       } else {
                    897:         for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    898:         if ( j < col ) {
                    899:           if ( DP_Print ) {
                    900:             fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
                    901:             fflush(asir_out);
                    902:           }
                    903:           goto RESET;
                    904:         }
                    905:       }
                    906:
                    907:       inv = invm(remqi((Q)m1,md),md);
                    908:       m2 = utoz(md); mulz(m1,m2,&m3);
                    909:       for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    910:         for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    911:           if ( !colstat[j] ) {
                    912:             if ( tmi[k] ) {
                    913:             /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    914:               t = remqi((Q)tmi[k],md);
                    915:               if ( wmi[j] >= t ) t = wmi[j]-t;
                    916:               else t = md-(t-wmi[j]);
                    917:               DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    918:               u = utoz(t1); mulz(m1,u,&s);
                    919:               addz(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    920:             } else if ( wmi[j] ) {
                    921:             /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    922:               DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    923:               u = utoz(t); mulz(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    924:             }
                    925:             k++;
                    926:           }
                    927:       m1 = m3;
                    928:       if ( ind % F4_INTRAT_PERIOD )
                    929:         ret = 0;
                    930:       else
                    931:         ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
                    932:       if ( ret ) {
                    933:         *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    934:         *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    935:         for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    936:           if ( colstat[j] ) rind[k++] = j;
                    937:           else cind[l++] = j;
                    938:         if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) )
                    939:           return rank;
                    940:       }
                    941:     }
                    942:   }
                    943: }
                    944:
                    945: int generic_gauss_elim2(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                    946: {
                    947:
                    948:   MAT full;
                    949:   Z **bmat,**b;
                    950:   Z *bmi;
                    951:   Z dn0;
                    952:   int row,col,md,i,j,rank,ret;
                    953:   int **wmat;
                    954:   int *wmi;
                    955:   int *colstat,*rowstat;
                    956:
                    957:   bmat = (Z **)mat->body;
                    958:   row = mat->row; col = mat->col;
                    959:   wmat = (int **)almat(row,col);
                    960:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    961:   rowstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                    962:   /* XXX */
                    963:   md = get_lprime(0);
                    964:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                    965:     for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    966:       wmi[j] = remqi((Q)bmi[j],md);
                    967:   rank = generic_gauss_elim_mod2(wmat,row,col,md,colstat,rowstat);
                    968:   b = (Z **)MALLOC(rank*sizeof(Z));
                    969:   for ( i = 0; i < rank; i++ ) b[i] = bmat[rowstat[i]];
                    970:   NEWMAT(full); full->row = rank; full->col = col; full->body = (pointer **)b;
                    971:   ret = generic_gauss_elim_full(full,nm,dn,rindp,cindp);
                    972:   if ( !ret ) {
                    973:     rank = generic_gauss_elim(mat,nm,&dn0,rindp,cindp);
                    974:     for ( i = 0; i < rank; i++ ) dn[i] = dn0;
                    975:   }
                    976:   return rank;
                    977: }
                    978:
                    979: int generic_gauss_elim_full(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                    980: {
                    981:   int **wmat;
                    982:   int *stat;
                    983:   Z **bmat,**tmat,*bmi,*tmi,*ri;
                    984:   Z q,m1,m2,m3,s,u;
                    985:   int *wmi,*colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    986:   int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv,h;
                    987:   MAT r,crmat;
                    988:   int ret,initialized,done;
                    989:
                    990:   initialized = 0;
                    991:   bmat = (Z **)mat->body;
                    992:   row = mat->row; col = mat->col;
                    993:   wmat = (int **)almat(row,col);
                    994:   stat = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                    995:   for ( i = 0; i < row; i++ ) stat[i] = 0;
                    996:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    997:   wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    998:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                    999:     if ( DP_Print ) {
                   1000:       fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                   1001:     }
                   1002:     md = get_lprime(ind);
                   1003:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1004:       for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1005:         wmi[j] = remqi((Q)bmi[j],md);
                   1006:     rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                   1007:     if ( rank < row ) continue;
                   1008:     if ( !initialized ) {
                   1009:       m1 = utoz(md);
                   1010:       bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                   1011:       MKMAT(crmat,row,col-row);
                   1012:       MKMAT(r,row,col-row); *nm = r;
                   1013:       tmat = (Z **)crmat->body;
                   1014:       for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1015:         for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1016:           if ( !colstat[j] ) tmi[k++] = utoz(wmi[j]);
                   1017:       initialized = 1;
                   1018:     } else {
                   1019:       for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                   1020:       if ( j < col ) continue;
                   1021:
                   1022:       inv = invm(remqi((Q)m1,md),md);
                   1023:       m2 = utoz(md); mulz(m1,m2,&m3);
                   1024:       for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1025:         switch ( stat[i] ) {
                   1026:           case 1:
                   1027:             /* consistency check */
                   1028:             ri = (Z *)BDY(r)[i]; wmi = wmat[i];
                   1029:             for ( j = 0; j < col; j++ ) if ( colstat[j] ) break;
                   1030:             h = md-remqi((Q)dn[i],md);
                   1031:             for ( j++, k = 0; j < col; j++ )
                   1032:               if ( !colstat[j] ) {
                   1033:                 t = remqi((Q)ri[k],md);
                   1034:                 DMAR(wmi[i],h,t,md,t1);
                   1035:                 if ( t1 ) break;
                   1036:               }
                   1037:             if ( j == col ) { stat[i]++; break; }
                   1038:             else {
                   1039:               /* fall to the case 0 */
                   1040:               stat[i] = 0;
                   1041:             }
                   1042:           case 0:
                   1043:             tmi = tmat[i]; wmi = wmat[i];
                   1044:             for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1045:               if ( !colstat[j] ) {
                   1046:                 if ( tmi[k] ) {
                   1047:                 /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                   1048:                   t = remqi((Q)tmi[k],md);
                   1049:                   if ( wmi[j] >= t ) t = wmi[j]-t;
                   1050:                   else t = md-(t-wmi[j]);
                   1051:                   DMAR(t,inv,0,md,t1)
                   1052:                   u = utoz(t1); mulz(m1,u,&s);
                   1053:                   addz(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                   1054:                 } else if ( wmi[j] ) {
                   1055:                 /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                   1056:                   DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                   1057:                   u = utoz(t); mulz(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                   1058:                 }
                   1059:                 k++;
                   1060:               }
                   1061:             break;
                   1062:           case 2: default:
                   1063:             break;
                   1064:         }
                   1065:       m1 = m3;
                   1066:       if ( ind % 4 )
                   1067:         ret = 0;
                   1068:       else
                   1069:         ret = intmtoratm2(crmat,m1,*nm,dn,stat);
                   1070:       if ( ret ) {
                   1071:         *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1072:         *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-row)*sizeof(int));
                   1073:         for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1074:           if ( colstat[j] ) rind[k++] = j;
                   1075:           else cind[l++] = j;
                   1076:         return gensolve_check2(mat,*nm,dn,rind,cind);
                   1077:       }
                   1078:     }
                   1079:   }
                   1080: }
                   1081:
                   1082: int generic_gauss_elim_direct(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp){
                   1083:   Z **bmat,*s;
                   1084:   Z u,v,w,x,d,t,y;
                   1085:   int row,col,i,j,k,l,m,rank;
                   1086:   int *colstat,*colpos,*cind;
                   1087:   MAT r,in;
                   1088:
                   1089:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1090:   MKMAT(in,row,col);
                   1091:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1092:     for ( j = 0; j < col; j++ ) in->body[i][j] = mat->body[i][j];
                   1093:   bmat = (Z **)in->body;
                   1094:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1095:   *rindp = colpos = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1096:   for ( j = 0, rank = 0, d = ONE; j < col; j++ ) {
                   1097:     for ( i = rank; i < row && !bmat[i][j]; i++  );
                   1098:     if ( i == row ) { colstat[j] = 0; continue; }
                   1099:     else { colstat[j] = 1; colpos[rank] = j; }
                   1100:     if ( i != rank )
                   1101:       for ( k = j; k < col; k++ ) {
                   1102:         t = bmat[i][k]; bmat[i][k] = bmat[rank][k]; bmat[rank][k] = t;
                   1103:       }
                   1104:     for ( i = rank+1, v = bmat[rank][j]; i < row; i++ )
                   1105:       for ( k = j, u = bmat[i][j]; k < col; k++ ) {
                   1106:         mulz(bmat[i][k],v,&w); mulz(bmat[rank][k],u,&x);
                   1107:         subz(w,x,&y); divsz(y,d,&bmat[i][k]);
                   1108:       }
                   1109:     d = v; rank++;
                   1110:   }
                   1111:   *dn = d;
                   1112:   s = (Z *)MALLOC(col*sizeof(Z));
                   1113:   for ( i = rank-1; i >= 0; i-- ) {
                   1114:     for ( k = colpos[i]; k < col; k++ ) mulz(bmat[i][k],d,&s[k]);
                   1115:     for ( m = rank-1; m > i; m-- ) {
                   1116:       for ( k = colpos[m], u = bmat[i][k]; k < col; k++ ) {
                   1117:         mulz(bmat[m][k],u,&w); subz(s[k],w,&x); s[k] = x;
                   1118:       }
                   1119:     }
                   1120:     for ( k = colpos[i], u = bmat[i][k]; k < col; k++ )
                   1121:       divz(s[k],u,&bmat[i][k]);
                   1122:   }
                   1123:   *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1124:   MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                   1125:   for ( j = 0, k = 0; j < col; j++ )
                   1126:     if ( !colstat[j] ) {
                   1127:       cind[k] = j;
                   1128:       for ( i = 0; i < rank; i++ ) r->body[i][k] = bmat[i][j];
                   1129:       k++;
                   1130:     }
                   1131:   return rank;
                   1132: }
                   1133:
                   1134: int intmtoratm(MAT mat,Z md,MAT nm,Z *dn)
                   1135: {
                   1136:   Z t,s,b,dn0,dn1,nm1,q,u,unm,udn,dmy;
                   1137:   int i,j,k,l,row,col,sgn,ret;
                   1138:   Z **rmat,**tmat,*tmi,*nmk;
                   1139:
                   1140:   if ( UNIQ(md) )
                   1141:     return 0;
                   1142:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1143:   bshiftz(md,1,&t);
                   1144:   isqrtz(t,&s);
                   1145:   bshiftz(s,64,&b);
                   1146:   if ( !b ) b = ONE;
                   1147:   dn0 = ONE;
                   1148:   tmat = (Z **)mat->body;
                   1149:   rmat = (Z **)nm->body;
                   1150:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1151:     for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1152:       if ( tmi[j] ) {
                   1153:         mulz(tmi[j],dn0,&s);
                   1154:         divqrz(s,md,&dmy,&u);
                   1155:         ret = inttorat(u,md,b,&nm1,&dn1);
                   1156:         if ( !ret ) return 0;
                   1157:         else {
                   1158:           if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1159:             for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1160:               for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1161:                 mulz(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1162:               }
                   1163:             for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1164:               mulz(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1165:             }
                   1166:           }
                   1167:           rmat[i][j] = nm1;
                   1168:           mulz(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1169:         }
                   1170:       }
                   1171:   *dn = dn0;
                   1172:   return 1;
                   1173: }
                   1174:
                   1175: int intmtoratm2(MAT mat,Z md,MAT nm,Z *dn,int *stat)
                   1176: {
                   1177:   int row,col,i,j,ret;
                   1178:   Z dn0,dn1,t,s,b;
                   1179:   Z *w,*tmi;
                   1180:   Z **tmat;
                   1181:
                   1182:   bshiftz(md,1,&t);
                   1183:   isqrtz(t,&s);
                   1184:   bshiftz(s,64,&b);
                   1185:   tmat = (Z **)mat->body;
                   1186:   if ( UNIQ(md) ) return 0;
                   1187:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1188:   dn0 = ONE;
                   1189:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1190:     if ( cmpz(dn[i],dn0) > 0 ) dn0 = dn[i];
                   1191:   w = (Z *)MALLOC(col*sizeof(Z));
                   1192:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1193:     if ( stat[i] == 0 ) {
                   1194:       for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1195:           mulz(tmi[j],dn0,&w[j]);
                   1196:       ret = intvtoratv(w,col,md,b,(Z *)BDY(nm)[i],&dn[i]);
                   1197:       if ( ret ) {
                   1198:         stat[i] = 1;
                   1199:         mulz(dn0,dn[i],&t); dn[i] = t; dn0 = t;
                   1200:       }
                   1201:     }
                   1202:   for ( i = 0; i < row; i++ ) if ( !stat[i] ) break;
                   1203:   if ( i == row ) return 1;
                   1204:   else return 0;
                   1205: }
                   1206:
                   1207: int intvtoratv(Z *v,int n,Z md,Z b,Z *nm,Z *dn)
                   1208: {
                   1209:   Z dn0,dn1,q,s,u,nm1,unm,udn,dmy;
                   1210:   Z *nmk;
                   1211:   int j,l,col,ret,sgn;
                   1212:
                   1213:   for ( j = 0; j < n; j++ ) nm[j] = 0;
                   1214:   dn0 = ONE;
                   1215:   for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1216:     if ( !v[j] ) continue;
                   1217:     mulz(v[j],dn0,&s);
                   1218:     divqrz(s,md,&dmy,&u);
                   1219:     ret = inttorat(u,md,b,&nm1,&dn1);
                   1220:     if ( !ret ) return 0;
                   1221:     if ( !UNIQ(dn1) )
                   1222:       for ( l = 0; l < j; l++ ) {
                   1223:         mulz(nm[l],dn1,&q); nm[l] = q;
                   1224:       }
                   1225:     nm[j] = nm1;
                   1226:     mulz(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1227:   }
                   1228:   *dn = dn0;
                   1229:   return 1;
                   1230: }
                   1231:
                   1232: /* assuming 0 < c < m */
                   1233:
                   1234: int inttorat(Z c,Z m,Z b,Z *nmp,Z *dnp)
                   1235: {
                   1236:   Z qq,t,u1,v1,r1;
                   1237:   Z q,u2,v2,r2;
                   1238:
                   1239:   u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1240:   while ( cmpz(v2,b) >= 0 ) {
                   1241:     divqrz(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1242:     mulz(q,v1,&t); subz(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1243:   }
                   1244:   if ( cmpz(v1,b) >= 0 ) return 0;
                   1245:   else {
                   1246:     if ( mpz_sgn(BDY(v1))<0  ) {
                   1247:       chsgnz(v1,dnp); chsgnz(v2,nmp);
                   1248:     } else {
                   1249:       *dnp = v1; *nmp = v2;
                   1250:     }
                   1251:     return 1;
                   1252:   }
                   1253: }
                   1254:
                   1255: extern int f4_nocheck;
                   1256:
                   1257: int gensolve_check(MAT mat,MAT nm,Z dn,int *rind,int *cind)
                   1258: {
                   1259:   int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1260:   Z s,t;
                   1261:   Z *w;
                   1262:   Z *mati,*nmk;
                   1263:
                   1264:   if ( f4_nocheck ) return 1;
                   1265:   row = mat->row; col = mat->col; rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1266:   w = (Z *)MALLOC(clen*sizeof(Z));
                   1267:   for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1268:     mati = (Z *)mat->body[i];
                   1269:     bzero(w,clen*sizeof(Z));
                   1270:     for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1271:       for ( l = 0, nmk = (Z *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1272:         mulz(mati[rind[k]],nmk[l],&t); addz(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1273:       }
                   1274:     for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1275:       mulz(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1276:       if ( cmpz(w[j],t) ) break;
                   1277:     }
                   1278:     if ( j != clen ) break;
                   1279:   }
                   1280:   if ( i != row ) return 0;
                   1281:   else return 1;
                   1282: }
                   1283:
                   1284: int gensolve_check2(MAT mat,MAT nm,Z *dn,int *rind,int *cind)
                   1285: {
                   1286:   int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1287:   Z s,t,u,d;
                   1288:   Z *w,*m;
                   1289:   Z *mati,*nmk;
                   1290:
                   1291:   if ( f4_nocheck ) return 1;
                   1292:   row = mat->row; col = mat->col; rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1293:   w = (Z *)MALLOC(clen*sizeof(Z));
                   1294:   m = (Z *)MALLOC(clen*sizeof(Z));
                   1295:   for ( d = dn[0], i = 1; i < rank; i++ ) {
                   1296:     lcmz(d,dn[i],&t); d = t;
                   1297:   }
                   1298:   for ( i = 0; i < rank; i++ ) divsz(d,dn[i],&m[i]);
                   1299:   for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1300:     mati = (Z *)mat->body[i];
                   1301:     bzero(w,clen*sizeof(Z));
                   1302:     for ( k = 0; k < rank; k++ ) {
                   1303:       mulz(mati[rind[k]],m[k],&u);
                   1304:       for ( l = 0, nmk = (Z *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1305:         mulz(u,nmk[l],&t); addz(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1306:       }
                   1307:     }
                   1308:     for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1309:       mulz(d,mati[cind[j]],&t);
                   1310:       if ( cmpz(w[j],t) ) break;
                   1311:     }
                   1312:     if ( j != clen ) break;
                   1313:   }
                   1314:   if ( i != row ) return 0;
                   1315:   else return 1;
                   1316: }
                   1317:
                   1318: void isqrtz(Z a,Z *r)
                   1319: {
                   1320:   int k;
                   1321:   Z x,t,x2,xh,quo,rem;
                   1322:   Z two;
                   1323:
                   1324:   if ( !a ) *r = 0;
                   1325:   else if ( UNIQ(a) ) *r = ONE;
                   1326:   else {
                   1327:     k = z_bits((Q)a); /* a <= 2^k-1 */
                   1328:     bshiftz(ONE,-((k>>1)+(k&1)),&x); /* a <= x^2 */
                   1329:     STOQ(2,two);
                   1330:     while ( 1 ) {
                   1331:       pwrz(x,two,&t);
                   1332:       if ( cmpz(t,a) <= 0 ) {
                   1333:         *r = x; return;
                   1334:       } else {
                   1335:         if ( mpz_tstbit(BDY(x),0) ) addz(x,a,&t);
                   1336:         else t = a;
                   1337:         bshiftz(x,-1,&x2); divqrz(t,x2,&quo,&rem);
                   1338:         bshiftz(x,1,&xh); addz(quo,xh,&x);
                   1339:       }
                   1340:     }
                   1341:   }
                   1342: }
                   1343:
                   1344: void bshiftz(Z a,int n,Z *r)
                   1345: {
                   1346:   mpz_t t;
                   1347:
                   1348:   if ( !a ) *r = 0;
                   1349:   else if ( n == 0 ) *r = a;
                   1350:   else if ( n < 0 ) {
                   1351:     mpz_init(t); mpz_mul_2exp(t,BDY(a),-n); MPZTOZ(t,*r);
                   1352:   } else {
                   1353:     mpz_init(t); mpz_fdiv_q_2exp(t,BDY(a),n);
                   1354:     if ( !mpz_sgn(t) ) *r = 0;
                   1355:     else MPZTOZ(t,*r);
                   1356:   }
                   1357: }
                   1358:
                   1359: void addlf(Z a,Z b,Z *c)
                   1360: {
                   1361:   addz(a,b,c);
                   1362:   if ( !lf_lazy ) {
                   1363:     if ( cmpz(*c,current_mod_lf) >= 0 ) {
                   1364:       subz(*c,current_mod_lf,c);
                   1365:     }
                   1366:   }
                   1367: }
                   1368:
                   1369: void sublf(Z a,Z b,Z *c)
                   1370: {
                   1371:   subz(a,b,c);
                   1372:   if ( !lf_lazy ) {
                   1373:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1374:   }
                   1375: }
                   1376:
                   1377: void mullf(Z a,Z b,Z *c)
                   1378: {
                   1379:   mulz(a,b,c);
                   1380:   if ( !lf_lazy ) {
                   1381:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1382:   }
                   1383: }
                   1384:
                   1385: void divlf(Z a,Z b,Z *c)
                   1386: {
                   1387:   Z inv;
                   1388:
                   1389:   invz(b,current_mod_lf,&inv);
                   1390:   mulz(a,inv,c);
                   1391:   if ( !lf_lazy ) {
                   1392:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1393:   }
                   1394: }
                   1395:
                   1396: void chsgnlf(Z a,Z *c)
                   1397: {
                   1398:   chsgnz(a,c);
                   1399:   if ( !lf_lazy ) {
                   1400:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1401:   }
                   1402: }
                   1403:
                   1404: void lmtolf(LM a,Z *b)
                   1405: {
                   1406:   if ( !a ) *b = 0;
                   1407:   else {
                   1408:     MPZTOZ(BDY(a),*b);
                   1409:   }
                   1410: }
                   1411:
                   1412: void setmod_lf(Z p)
                   1413: {
                   1414:     current_mod_lf = p;
                   1415:     current_mod_lf_size = mpz_size(BDY(current_mod_lf))+1;
                   1416: }
                   1417:
                   1418: void simplf_force(Z a,Z *b)
                   1419: {
                   1420:     remz(a,current_mod_lf,b);
                   1421: }
                   1422:
                   1423: int generic_gauss_elim_hensel(MAT mat,MAT *nmmat,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                   1424: {
                   1425:   MAT bmat,xmat;
                   1426:   Z **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1427:   Z *ai,*bi,*xi;
                   1428:   int row,col;
                   1429:   int **w;
                   1430:   int *wi;
                   1431:   int **wc;
                   1432:   Z mdq,q,s,u;
                   1433:   Z tn;
                   1434:   int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1435:   unsigned int t;
                   1436:   int *cinfo,*rinfo;
                   1437:   int *rind,*cind;
                   1438:   int count;
                   1439:   int ret;
1.3     ! noro     1440:   struct oEGT eg_mul1,eg_mul2,tmp0,tmp1,tmp2;
1.1       noro     1441:   int period;
                   1442:   int *wx,*ptr;
                   1443:   int wxsize,nsize;
                   1444:   Z wn;
                   1445:   Z wq;
                   1446:
1.3     ! noro     1447: init_eg(&eg_mul1); init_eg(&eg_mul2);
1.1       noro     1448:   a0 = (Z **)mat->body;
                   1449:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1450:   w = (int **)almat(row,col);
                   1451:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                   1452:     md = get_lprime(ind);
                   1453:     STOQ(md,mdq);
                   1454:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1455:       for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1456:         wi[j] = remqi((Q)ai[j],md);
                   1457:
                   1458:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1459:       fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1460:     }
                   1461:     rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                   1462:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1463:       fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1464:     }
                   1465:     a = (Z **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1466:     MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Z **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1467:     for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1468:       if ( cinfo[j] ) {
                   1469:         /* the column is in lhs */
                   1470:         for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1471:           w[i][li] = w[i][j];
                   1472:           a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1473:         }
                   1474:         li++;
                   1475:       } else {
                   1476:         /* the column is in rhs */
                   1477:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1478:           b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1479:         ri++;
                   1480:       }
                   1481:
                   1482:       /* solve Ax=B; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1483:       /* algorithm
                   1484:          c <- B
                   1485:          x <- 0
                   1486:          q <- 1
                   1487:          do
                   1488:            t <- A^(-1)c mod p
                   1489:            x <- x+qt
                   1490:            c <- (c-At)/p
                   1491:            q <- qp
                   1492:          end do
                   1493:          then Ax-B=0 mod q and b=(B-Ax)/q hold after "do".
                   1494:       */
                   1495:       MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Z **)(xmat)->body;
                   1496:       MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Z **)(*nmmat)->body;
                   1497:       wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1498:       *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1499:       *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1500:
                   1501:       period = F4_INTRAT_PERIOD;
                   1502:       for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
1.3     ! noro     1503:         /* check Ax=B mod q */
1.1       noro     1504:         if ( DP_Print > 3 )
                   1505:           fprintf(stderr,"o");
                   1506:         /* wc = b mod md */
                   1507:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
1.3     ! noro     1508:           for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
1.1       noro     1509:             wi[j] = remqi((Q)bi[j],md);
1.3     ! noro     1510:         /* wc = A^(-1)wc; wc is not normalized */
        !          1511:         solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,0);
1.1       noro     1512:         /* x += q*wc */
1.3     ! noro     1513: get_eg(&tmp0);
1.1       noro     1514:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1515:           for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) mul1addtoz(q,wi[j],&x[i][j]);
1.3     ! noro     1516:         /* b =(b-A*wc)/md */
        !          1517: get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_mul1,&tmp0,&tmp1);
1.1       noro     1518:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1519:           for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
1.3     ! noro     1520:             mpz_t uz;
        !          1521:
        !          1522:             if ( b[i][j] )
        !          1523:               mpz_init_set(uz,BDY(b[i][j]));
        !          1524:             else
        !          1525:               mpz_init_set_ui(uz,0);
        !          1526:             for ( k = 0; k < rank; k++ ) {
        !          1527:               if ( a[i][k] && wc[k][j] ) {
        !          1528:                 if ( wc[k][j] < 0 )
        !          1529:                   mpz_addmul_ui(uz,BDY(a[i][k]),-wc[k][j]);
        !          1530:                 else
        !          1531:                   mpz_submul_ui(uz,BDY(a[i][k]),wc[k][j]);
        !          1532:               }
        !          1533:             }
        !          1534:             MPZTOZ(uz,u);
1.1       noro     1535:             divsz(u,mdq,&b[i][j]);
                   1536:           }
1.3     ! noro     1537: get_eg(&tmp2); add_eg(&eg_mul2,&tmp1,&tmp2);
1.1       noro     1538:         count++;
                   1539:         /* q = q*md */
                   1540:         mulz(q,mdq,&u); q = u;
                   1541:         if ( count == period ) {
                   1542:           ret = intmtoratm(xmat,q,*nmmat,dn);
                   1543:           if ( ret ) {
1.3     ! noro     1544:             print_eg("MUL1",&eg_mul1);
        !          1545:             print_eg("MUL2",&eg_mul2);
1.1       noro     1546:             for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1547:               if ( cinfo[j] )
                   1548:                 rind[k++] = j;
                   1549:               else
                   1550:                 cind[l++] = j;
                   1551:             ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1552:             if ( ret ) {
                   1553:               *rindp = rind;
                   1554:               *cindp = cind;
                   1555:               for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1556:                 if ( !cinfo[j] )
                   1557:                   cind[k++] = j;
                   1558:               return rank;
                   1559:             }
                   1560:           } else {
                   1561:             period = period*3/2;
                   1562:             count = 0;
                   1563:           }
                   1564:         }
                   1565:       }
                   1566:   }
                   1567: }
                   1568:
                   1569: /* for inv_or_split_dalg */
                   1570:
                   1571: int generic_gauss_elim_hensel_dalg(MAT mat,DP *mb,MAT *nmmat,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                   1572: {
                   1573:   MAT bmat,xmat;
                   1574:   Z **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1575:   Z *ai,*bi,*xi;
                   1576:   int row,col;
                   1577:   int **w;
                   1578:   int *wi;
                   1579:   int **wc;
                   1580:   Z mdq,q,s,u;
                   1581:   Z tn;
                   1582:   int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1583:   unsigned int t;
                   1584:   int *cinfo,*rinfo;
                   1585:   int *rind,*cind;
                   1586:   int count;
                   1587:   int ret;
                   1588:   struct oEGT eg_mul,eg_inv,eg_intrat,eg_check,tmp0,tmp1;
                   1589:   int period;
                   1590:   int *wx,*ptr;
                   1591:   int wxsize,nsize;
                   1592:   Z wn;
                   1593:   Z wq;
                   1594:   DP m;
                   1595:
                   1596:   a0 = (Z **)mat->body;
                   1597:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1598:   w = (int **)almat(row,col);
                   1599:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                   1600:     md = get_lprime(ind);
                   1601:     STOQ(md,mdq);
                   1602:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1603:       for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1604:         wi[j] = remqi((Q)ai[j],md);
                   1605:
                   1606:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1607:       fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1608:     }
                   1609:     rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                   1610:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1611:       fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1612:     }
                   1613:
                   1614:     /* this part is added for inv_or_split_dalg */
                   1615:     for ( i = 0; i < col-1; i++ ) {
                   1616:       if ( !cinfo[i] ) {
                   1617:         m = mb[i];
                   1618:         for ( j = i+1; j < col-1; j++ )
                   1619:           if ( dp_redble(mb[j],m) )
                   1620:             cinfo[j] = -1;
                   1621:       }
                   1622:     }
                   1623:
                   1624:     a = (Z **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1625:     MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Z **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1626:     for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1627:       if ( cinfo[j] ) {
                   1628:         /* the column is in lhs */
                   1629:         for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1630:           w[i][li] = w[i][j];
                   1631:           a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1632:         }
                   1633:         li++;
                   1634:       } else {
                   1635:         /* the column is in rhs */
                   1636:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1637:           b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1638:         ri++;
                   1639:       }
                   1640:
                   1641:       /* solve Ax=B; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1642:       /* algorithm
                   1643:          c <- B
                   1644:          x <- 0
                   1645:          q <- 1
                   1646:          do
                   1647:            t <- A^(-1)c mod p
                   1648:            x <- x+qt
                   1649:            c <- (c-At)/p
                   1650:            q <- qp
                   1651:          end do
                   1652:          then Ax-B=0 mod q and b=(B-Ax)/q hold after "do".
                   1653:       */
                   1654:       MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Z **)(xmat)->body;
                   1655:       MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Z **)(*nmmat)->body;
                   1656:       wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1657:       *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1658:       *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1659:
                   1660:       period = F4_INTRAT_PERIOD;
                   1661:       for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
                   1662:         if ( DP_Print > 3 )
                   1663:           fprintf(stderr,"o");
                   1664:         /* wc = b mod md */
                   1665:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
1.3     ! noro     1666:           for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
1.1       noro     1667:             wi[j] = remqi((Q)bi[j],md);
                   1668:         /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                   1669:         solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,1);
                   1670:         /* x += q*wc */
                   1671:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1672:           for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) mul1addtoz(q,wi[j],&x[i][j]);
1.3     ! noro     1673:         /* b =(b-A*wc)/md */
1.1       noro     1674:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1675:           for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
1.3     ! noro     1676:             mpz_t uz;
        !          1677:
        !          1678:             if ( b[i][j] )
        !          1679:               mpz_init_set(uz,BDY(b[i][j]));
        !          1680:             else
        !          1681:               mpz_init_set_ui(uz,0);
        !          1682:             for ( k = 0; k < rank; k++ ) {
        !          1683:               if ( a[i][k] && wc[k][j] ) {
        !          1684:                 if ( wc[k][j] < 0 )
        !          1685:                   mpz_addmul_ui(uz,BDY(a[i][k]),-wc[k][j]);
        !          1686:                 else
        !          1687:                   mpz_submul_ui(uz,BDY(a[i][k]),wc[k][j]);
        !          1688:               }
        !          1689:             }
        !          1690:             MPZTOZ(uz,u);
1.1       noro     1691:             divsz(u,mdq,&b[i][j]);
                   1692:           }
                   1693:         count++;
                   1694:         /* q = q*md */
                   1695:         mulz(q,mdq,&u); q = u;
                   1696:         if ( count == period ) {
                   1697:           ret = intmtoratm(xmat,q,*nmmat,dn);
                   1698:           if ( ret ) {
                   1699:             for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1700:               if ( cinfo[j] > 0 )
                   1701:                 rind[k++] = j;
                   1702:               else if ( !cinfo[j] )
                   1703:                 cind[l++] = j;
                   1704:             ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1705:             if ( ret ) {
                   1706:               *rindp = rind;
                   1707:               *cindp = cind;
                   1708:               for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1709:                 if ( !cinfo[j] )
                   1710:                   cind[k++] = j;
                   1711:               return rank;
                   1712:             }
                   1713:           } else {
                   1714:             period = period*3/2;
                   1715:             count = 0;
                   1716:           }
                   1717:         }
                   1718:       }
                   1719:   }
                   1720: }

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