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Annotation of OpenXM_contrib2/asir2018/engine/Q.c, Revision 1.5

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 ) {
1.5     ! noro      356:     mpz_init(z); mpz_pow_ui(z,BDY(n1),ZTOS(n)); MPZTOZ(z,*nr);
1.1       noro      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:   }
1.4       noro      456:   for ( t = 0; i < n; i++ ) {
1.1       noro      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:
1.4       noro      464: void gcdv_mpz_estimate(mpz_t g,mpz_t *b,int n)
                    465: {
                    466:   int m,m2,i,j;
                    467:   mpz_t s,t;
                    468:
                    469:   mpz_init(g);
                    470:   for ( i = 0, m = 0; i < n; i++ )
                    471:     if ( mpz_sgn(b[i]) ) m++;
                    472:   if ( !m ) {
                    473:     mpz_set_ui(g,0);
                    474:     return;
                    475:   }
                    476:   if ( m == 1 ) {
                    477:     for ( i = 0, m = 0; i < n; i++ )
                    478:       if ( mpz_sgn(b[i]) ) break;
                    479:     if ( mpz_sgn(b[i])<0 ) mpz_neg(g,b[i]);
                    480:     else mpz_set(g,b[i]);
                    481:     return ;
                    482:   }
                    483:   m2 = m/2;
                    484:   mpz_init_set_ui(s,0);
                    485:   for ( i = j = 0; j < m2; i++ ) {
                    486:     if ( mpz_sgn(b[i]) ) {
                    487:       if ( mpz_sgn(b[i])<0 )
                    488:         mpz_sub(s,s,b[i]);
                    489:       else
                    490:         mpz_add(s,s,b[i]);
                    491:       j++;
                    492:     }
                    493:   }
                    494:   mpz_init_set_ui(t,0);
                    495:   for ( ; i < n; i++ ) {
                    496:     if ( mpz_sgn(b[i]) ) {
                    497:       if ( mpz_sgn(b[i])<0 )
                    498:         mpz_sub(t,t,b[i]);
                    499:       else
                    500:         mpz_add(t,t,b[i]);
                    501:     }
                    502:   }
                    503:   mpz_gcd(g,s,t);
                    504: }
                    505:
                    506:
1.1       noro      507: void factorialz(unsigned int n,Z *nr)
                    508: {
                    509:   mpz_t a;
                    510:   mpz_init(a);
                    511:   mpz_fac_ui(a,n);
                    512:   MPZTOZ(a,*nr);
                    513: }
                    514:
                    515: void randomz(int blen,Z *nr)
                    516: {
                    517:   mpz_t z;
                    518:
                    519:   mpz_init(z);
                    520:   mpz_urandomb(z,GMP_RAND,blen);
                    521:   MPZTOZ(z,*nr);
                    522: }
                    523:
                    524: int tstbitz(Z n,int k)
                    525: {
                    526:    if ( !n || !n->z )
                    527:     error("tstbitz : invalid argument");
                    528:    return !n ? 0 : mpz_tstbit(BDY(n),k);
                    529: }
                    530:
                    531: void addq(Q n1,Q n2,Q *nr)
                    532: {
                    533:   mpq_t q1,q2,t;
                    534:
                    535:   if ( !n1 ) *nr = n2;
                    536:   else if ( !n2 ) *nr = n1;
                    537:   else if ( n1->z && n2->z )
                    538:     addz((Z)n1,(Z)n2,(Z *)nr);
                    539:   else {
                    540:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    541:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    542:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    543:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    544:     mpq_init(t); mpq_add(t,q1,q2); *nr = mpqtozq(t);
                    545:   }
                    546: }
                    547:
                    548: void subq(Q n1,Q n2,Q *nr)
                    549: {
                    550:   mpq_t q1,q2,t;
                    551:
                    552:   if ( !n1 ) {
                    553:     if ( !n2 ) *nr = 0;
                    554:     else if ( n1->z ) chsgnz((Z)n1,(Z *)nr);
                    555:     else {
                    556:         mpq_init(t); mpq_neg(t,BDY(n2)); MPQTOQ(t,*nr);
                    557:       }
                    558:   } else if ( !n2 ) *nr = n1;
                    559:   else if ( n1 == n2 ) *nr = 0;
                    560:   else if ( n1->z && n2->z )
                    561:     subz((Z)n1,(Z)n2,(Z *)nr);
                    562:   else {
                    563:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    564:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    565:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    566:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    567:     mpq_init(t); mpq_sub(t,q1,q2); *nr = mpqtozq(t);
                    568:   }
                    569: }
                    570:
                    571: void mulq(Q n1,Q n2,Q *nr)
                    572: {
                    573:   mpq_t t,q1,q2;
                    574:
                    575:   if ( !n1 || !n2 ) *nr = 0;
                    576:   else if ( n1->z && n2->z )
                    577:     mulz((Z)n1,(Z)n2,(Z *)nr);
                    578:   else {
                    579:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    580:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    581:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    582:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    583:     mpq_init(t); mpq_mul(t,q1,q2); *nr = mpqtozq(t);
                    584:   }
                    585: }
                    586:
                    587: void divq(Q n1,Q n2,Q *nq)
                    588: {
                    589:   mpq_t t,q1,q2;
                    590:
                    591:   if ( !n2 ) {
                    592:     error("division by 0");
                    593:     *nq = 0;
                    594:     return;
                    595:   } else if ( !n1 ) *nq = 0;
                    596:   else if ( n1 == n2 ) *nq = (Q)ONE;
                    597:   else {
                    598:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    599:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    600:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    601:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    602:     mpq_init(t); mpq_div(t,q1,q2); *nq = mpqtozq(t);
                    603:   }
                    604: }
                    605:
                    606: void invq(Q n,Q *nr)
                    607: {
                    608:   Z nm,dn;
                    609:
                    610:   if ( INT(n) )
                    611:     divq((Q)ONE,n,nr);
                    612:   else {
                    613:     nmq(n,&nm);
                    614:     dnq(n,&dn);
                    615:     divq((Q)dn,(Q)nm,nr);
                    616:   }
                    617: }
                    618:
                    619: void chsgnq(Q n,Q *nr)
                    620: {
                    621:   mpq_t t;
                    622:
                    623:   if ( !n ) *nr = 0;
                    624:   else if (n->z ) chsgnz((Z)n,(Z *)nr);
                    625:   else {
                    626:     mpq_init(t); mpq_neg(t,BDY(n)); MPQTOQ(t,*nr);
                    627:   }
                    628: }
                    629:
                    630: void absq(Q n,Q *nr)
                    631: {
                    632:   if ( !n ) *nr = 0;
                    633:   else if ( n->z ) absz((Z)n,(Z *)nr);
                    634:   else if ( sgnq(n) < 0 ) chsgnq(n,nr);
                    635:   else *nr = n;
                    636: }
                    637:
                    638: void pwrq(Q n1,Q n,Q *nr)
                    639: {
                    640:   int e;
                    641:   mpz_t nm,dn;
                    642:   mpq_t t;
                    643:
                    644:   if ( !n || UNIQ((Z)n1) || UNIQ(n1) ) *nr = (Q)ONE;
                    645:   else if ( !n1 ) *nr = 0;
                    646:   else if ( !INT(n) ) {
                    647:     error("can't calculate fractional power."); *nr = 0;
                    648:   } else if ( !smallz((Z)n) ) {
                    649:     error("exponent too big."); *nr = 0;
                    650:   } else {
1.5     ! noro      651:     e = ZTOS(n);
1.1       noro      652:     if ( e < 0 ) {
                    653:       e = -e;
                    654:       if ( n1->z ) {
                    655:         nm[0] = ONEMPZ[0];
                    656:         dn[0] = BDY((Z)n1)[0];
                    657:       } else {
                    658:         nm[0] = mpq_denref(BDY(n1))[0];
                    659:         dn[0] = mpq_numref(BDY(n1))[0];
                    660:       }
                    661:     } else {
                    662:       if ( n1->z ) {
                    663:         nm[0] = BDY((Z)n1)[0];
                    664:         dn[0] = ONEMPZ[0];
                    665:       } else {
                    666:         nm[0] = mpq_numref(BDY(n1))[0];
                    667:         dn[0] = mpq_denref(BDY(n1))[0];
                    668:       }
                    669:     }
                    670:     mpq_init(t);
                    671:     mpz_pow_ui(mpq_numref(t),nm,e); mpz_pow_ui(mpq_denref(t),dn,e);
                    672:     *nr = mpqtozq(t);
                    673:   }
                    674: }
                    675:
                    676: int cmpq(Q n1,Q n2)
                    677: {
                    678:   mpq_t q1,q2;
                    679:   int sgn;
                    680:
                    681:   if ( !n1 ) {
                    682:     if ( !n2 ) return 0;
                    683:     else return (n2->z) ? -mpz_sgn(BDY((Z)n2)) : -mpq_sgn(BDY(n2));
                    684:   } if ( !n2 ) return (n1->z) ? mpz_sgn(BDY((Z)n1)) : mpq_sgn(BDY(n1));
                    685:   else if ( n1->z && n2->z )
                    686:     return cmpz((Z)n1,(Z)n2);
                    687:   else if ( (sgn = mpq_sgn(BDY(n1))) != mpq_sgn(BDY(n2)) ) return sgn;
                    688:   else {
                    689:     if ( n1->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n1),q1);
                    690:     else q1[0] = BDY(n1)[0];
                    691:     if ( n2->z ) MPZTOMPQ(BDY((Z)n2),q2);
                    692:     else q2[0] = BDY(n2)[0];
                    693:     sgn = mpq_cmp(q1,q2);
                    694:     if ( sgn > 0 ) return 1;
                    695:     else if ( sgn < 0 ) return -1;
                    696:     else return 0;
                    697:   }
                    698: }
                    699:
                    700: /* t = [nC0 nC1 ... nCn] */
                    701:
                    702: void mkbc(int n,Z *t)
                    703: {
                    704:   int i;
                    705:   Z c,d,iq;
                    706:
                    707:   for ( t[0] = ONE, i = 1; i <= n/2; i++ ) {
1.5     ! noro      708:     STOZ(n-i+1,c); mulz(t[i-1],c,&d);
        !           709:     STOZ(i,iq); divsz(d,iq,&t[i]);
1.1       noro      710:   }
                    711:   for ( ; i <= n; i++ )
                    712:     t[i] = t[n-i];
                    713: }
                    714:
                    715: /*
                    716:  *  Dx^k*x^l = W(k,l,0)*x^l*Dx^k+W(k,l,1)*x^(l-1)*x^(k-1)*+...
                    717:  *
                    718:  *  t = [W(k,l,0) W(k,l,1) ... W(k,l,min(k,l)]
                    719:  *  where W(k,l,i) = i! * kCi * lCi
                    720:  */
                    721:
                    722: /* mod m table */
                    723: /* XXX : should be optimized */
                    724:
                    725: void mkwcm(int k,int l,int m,int *t)
                    726: {
                    727:   int i,n;
                    728:   Z *s;
                    729:
                    730:   n = MIN(k,l);
                    731:   s = (Z *)ALLOCA((n+1)*sizeof(Q));
                    732:   mkwc(k,l,s);
                    733:   for ( i = 0; i <= n; i++ ) {
                    734:     t[i] = remqi((Q)s[i],m);
                    735:   }
                    736: }
                    737:
                    738: void mkwc(int k,int l,Z *t)
                    739: {
                    740:   mpz_t a,b,q,nm,z,u;
                    741:   int i,n;
                    742:
                    743:   n = MIN(k,l);
                    744:   mpz_init_set_ui(z,1);
                    745:   mpz_init(u); mpz_set(u,z); MPZTOZ(u,t[0]);
                    746:   mpz_init(a); mpz_init(b); mpz_init(nm);
                    747:   for ( i = 1; i <= n; i++ ) {
                    748:     mpz_set_ui(a,k-i+1); mpz_set_ui(b,l-i+1); mpz_mul(nm,a,b);
                    749:     mpz_mul(z,BDY(t[i-1]),nm); mpz_fdiv_q_ui(z,z,i);
                    750:     mpz_init(u); mpz_set(u,z); MPZTOZ(u,t[i]);
                    751:   }
                    752: }
                    753:
                    754: void lgp(P p,Z *g,Z *l);
                    755:
                    756: void ptozp(P p,int sgn,Q *c,P *pr)
                    757: {
                    758:   Z nm,dn;
                    759:
                    760:   if ( !p ) {
                    761:     *c = 0; *pr = 0;
                    762:   } else {
                    763:     lgp(p,&nm,&dn);
                    764:     divz(nm,dn,(Z *)c);
                    765:     divsp(CO,p,(P)*c,pr);
                    766:   }
                    767: }
                    768:
                    769: void lgp(P p,Z *g,Z *l)
                    770: {
                    771:   DCP dc;
                    772:   Z g1,g2,l1,l2,l3,l4;
                    773:
                    774:   if ( NUM(p) ) {
                    775:     if ( ((Q)p)->z ) {
                    776:       MPZTOZ(BDY((Z)p),*g);
                    777:       *l = ONE;
                    778:     } else {
                    779:       MPZTOZ(mpq_numref(BDY((Q)p)),*g);
                    780:       MPZTOZ(mpq_denref(BDY((Q)p)),*l);
                    781:     }
                    782:   } else {
                    783:     dc = DC(p); lgp(COEF(dc),g,l);
                    784:     for ( dc = NEXT(dc); dc; dc = NEXT(dc) ) {
                    785:       lgp(COEF(dc),&g1,&l1); gcdz(*g,g1,&g2); *g = g2;
                    786:       gcdz(*l,l1,&l2); mulz(*l,l1,&l3); divz(l3,l2,l);
                    787:     }
                    788:   }
                    789: }
                    790:
                    791: void qltozl(Q *w,int n,Z *dvr)
                    792: {
                    793:   Z nm,dn;
                    794:   Z g,g1,l1,l2,l3;
                    795:   Q c;
                    796:   int i;
                    797:   struct oVECT v;
                    798:
                    799:   for ( i = 0; i < n; i++ )
                    800:     if ( w[i] && !w[i]->z )
                    801:       break;
                    802:   if ( i == n ) {
                    803:     v.id = O_VECT; v.len = n; v.body = (pointer *)w;
                    804:     gcdvz(&v,dvr); return;
                    805:   }
                    806:   for ( i = 0; !w[i]; i++ );
                    807:   c = w[i];
                    808:   if ( !c->z ) {
                    809:     MPZTOZ(mpq_numref(BDY(c)),nm); MPZTOZ(mpq_denref(BDY(c)),dn);
                    810:   } else {
                    811:     MPZTOZ(BDY((Z)c),nm); dn = ONE;
                    812:   }
                    813:   for ( i++; i < n; i++ ) {
                    814:     c = w[i];
                    815:     if ( !c ) continue;
                    816:     if ( !c->z ) {
                    817:       MPZTOZ(mpq_numref(BDY(c)),g1); MPZTOZ(mpq_denref(BDY(c)),l1);
                    818:     } else {
                    819:       MPZTOZ(BDY((Z)c),g1); l1 = ONE;
                    820:     }
                    821:     gcdz(nm,g1,&g); nm = g;
                    822:     gcdz(dn,l1,&l2); mulz(dn,l1,&l3); divz(l3,l2,&dn);
                    823:   }
                    824:   divz(nm,dn,dvr);
                    825: }
                    826:
                    827: int z_bits(Q q)
                    828: {
                    829:   if ( !q ) return 0;
                    830:   else if ( q->z ) return mpz_sizeinbase(BDY((Z)q),2);
                    831:   else
                    832:     return mpz_sizeinbase(mpq_numref(BDY(q)),2)
                    833:       + mpz_sizeinbase(mpq_denref(BDY(q)),2);
                    834: }
                    835:
                    836: int zp_mag(P p)
                    837: {
                    838:   int s;
                    839:   DCP dc;
                    840:
                    841:   if ( !p ) return 0;
                    842:   else if ( OID(p) == O_N ) return z_bits((Q)p);
                    843:   else {
                    844:     for ( dc = DC(p), s = 0; dc; dc = NEXT(dc) ) s += zp_mag(COEF(dc));
                    845:     return s;
                    846:   }
                    847: }
                    848:
                    849: void makesubstz(VL v,NODE *s)
                    850: {
                    851:   NODE r,r0;
                    852:   Z q;
                    853:   unsigned int n;
                    854:
                    855:   for ( r0 = 0; v; v = NEXT(v) ) {
                    856:     NEXTNODE(r0,r); BDY(r) = (pointer)v->v;
                    857: #if defined(_PA_RISC1_1)
                    858:     n = mrand48()&BMASK; q = utoz(n);
                    859: #else
                    860:     n = random(); q = utoz(n);
                    861: #endif
                    862:     NEXTNODE(r0,r); BDY(r) = (pointer)q;
                    863:   }
                    864:   if ( r0 ) NEXT(r) = 0;
                    865:   *s = r0;
                    866: }
                    867:
                    868: unsigned int remqi(Q a,unsigned int mod)
                    869: {
                    870:   unsigned int c,nm,dn;
                    871:   mpz_t r;
                    872:
                    873:   if ( !a ) return 0;
                    874:   else if ( a->z ) {
                    875:     mpz_init(r);
                    876:     c = mpz_fdiv_r_ui(r,BDY((Z)a),mod);
                    877:   } else {
                    878:     mpz_init(r);
                    879:     nm = mpz_fdiv_r_ui(r,mpq_numref(BDY(a)),mod);
                    880:     dn = mpz_fdiv_r_ui(r,mpq_denref(BDY(a)),mod);
                    881:     dn = invm(dn,mod);
                    882:     DMAR(nm,dn,0,mod,c);
                    883:   }
                    884:   return c;
                    885: }
                    886:
                    887: extern int DP_Print;
                    888:
                    889: #define F4_INTRAT_PERIOD 8
                    890:
                    891: int generic_gauss_elim(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                    892: {
                    893:   int **wmat;
                    894:   Z **bmat,**tmat,*bmi,*tmi;
                    895:   Z q,m1,m2,m3,s,u;
                    896:   int *wmi,*colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                    897:   int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv;
                    898:   MAT r,crmat;
                    899:   int ret;
                    900:
                    901:   bmat = (Z **)mat->body;
                    902:   row = mat->row; col = mat->col;
                    903:   wmat = (int **)almat(row,col);
                    904:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    905:   wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                    906:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                    907:     if ( DP_Print ) {
                    908:       fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                    909:     }
                    910:     md = get_lprime(ind);
                    911:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                    912:       for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    913:         wmi[j] = remqi((Q)bmi[j],md);
                    914:     rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                    915:     if ( !ind ) {
                    916: RESET:
                    917:       m1 = utoz(md);
                    918:       rank0 = rank;
                    919:       bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                    920:       MKMAT(crmat,rank,col-rank);
                    921:       MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                    922:       tmat = (Z **)crmat->body;
                    923:       for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    924:         for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    925:           if ( !colstat[j] ) tmi[k++] = utoz(wmi[j]);
                    926:     } else {
                    927:       if ( rank < rank0 ) {
                    928:         if ( DP_Print ) {
                    929:           fprintf(asir_out,"lower rank matrix; continuing...\n");
                    930:           fflush(asir_out);
                    931:         }
                    932:         continue;
                    933:       } else if ( rank > rank0 ) {
                    934:         if ( DP_Print ) {
                    935:           fprintf(asir_out,"higher rank matrix; resetting...\n");
                    936:           fflush(asir_out);
                    937:         }
                    938:         goto RESET;
                    939:       } else {
                    940:         for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                    941:         if ( j < col ) {
                    942:           if ( DP_Print ) {
                    943:             fprintf(asir_out,"inconsitent colstat; resetting...\n");
                    944:             fflush(asir_out);
                    945:           }
                    946:           goto RESET;
                    947:         }
                    948:       }
                    949:
                    950:       inv = invm(remqi((Q)m1,md),md);
                    951:       m2 = utoz(md); mulz(m1,m2,&m3);
                    952:       for ( i = 0; i < rank; i++ )
                    953:         for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                    954:           if ( !colstat[j] ) {
                    955:             if ( tmi[k] ) {
                    956:             /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                    957:               t = remqi((Q)tmi[k],md);
                    958:               if ( wmi[j] >= t ) t = wmi[j]-t;
                    959:               else t = md-(t-wmi[j]);
                    960:               DMAR(t,inv,0,md,t1)
                    961:               u = utoz(t1); mulz(m1,u,&s);
                    962:               addz(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                    963:             } else if ( wmi[j] ) {
                    964:             /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                    965:               DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                    966:               u = utoz(t); mulz(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                    967:             }
                    968:             k++;
                    969:           }
                    970:       m1 = m3;
                    971:       if ( ind % F4_INTRAT_PERIOD )
                    972:         ret = 0;
                    973:       else
                    974:         ret = intmtoratm(crmat,m1,*nm,dn);
                    975:       if ( ret ) {
                    976:         *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                    977:         *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                    978:         for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                    979:           if ( colstat[j] ) rind[k++] = j;
                    980:           else cind[l++] = j;
                    981:         if ( gensolve_check(mat,*nm,*dn,rind,cind) )
                    982:           return rank;
                    983:       }
                    984:     }
                    985:   }
                    986: }
                    987:
                    988: int generic_gauss_elim2(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                    989: {
                    990:
                    991:   MAT full;
                    992:   Z **bmat,**b;
                    993:   Z *bmi;
                    994:   Z dn0;
                    995:   int row,col,md,i,j,rank,ret;
                    996:   int **wmat;
                    997:   int *wmi;
                    998:   int *colstat,*rowstat;
                    999:
                   1000:   bmat = (Z **)mat->body;
                   1001:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1002:   wmat = (int **)almat(row,col);
                   1003:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1004:   rowstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1005:   /* XXX */
                   1006:   md = get_lprime(0);
                   1007:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1008:     for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1009:       wmi[j] = remqi((Q)bmi[j],md);
                   1010:   rank = generic_gauss_elim_mod2(wmat,row,col,md,colstat,rowstat);
                   1011:   b = (Z **)MALLOC(rank*sizeof(Z));
                   1012:   for ( i = 0; i < rank; i++ ) b[i] = bmat[rowstat[i]];
                   1013:   NEWMAT(full); full->row = rank; full->col = col; full->body = (pointer **)b;
                   1014:   ret = generic_gauss_elim_full(full,nm,dn,rindp,cindp);
                   1015:   if ( !ret ) {
                   1016:     rank = generic_gauss_elim(mat,nm,&dn0,rindp,cindp);
                   1017:     for ( i = 0; i < rank; i++ ) dn[i] = dn0;
                   1018:   }
                   1019:   return rank;
                   1020: }
                   1021:
                   1022: int generic_gauss_elim_full(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                   1023: {
                   1024:   int **wmat;
                   1025:   int *stat;
                   1026:   Z **bmat,**tmat,*bmi,*tmi,*ri;
                   1027:   Z q,m1,m2,m3,s,u;
                   1028:   int *wmi,*colstat,*wcolstat,*rind,*cind;
                   1029:   int row,col,ind,md,i,j,k,l,t,t1,rank,rank0,inv,h;
                   1030:   MAT r,crmat;
                   1031:   int ret,initialized,done;
                   1032:
                   1033:   initialized = 0;
                   1034:   bmat = (Z **)mat->body;
                   1035:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1036:   wmat = (int **)almat(row,col);
                   1037:   stat = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1038:   for ( i = 0; i < row; i++ ) stat[i] = 0;
                   1039:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1040:   wcolstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1041:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                   1042:     if ( DP_Print ) {
                   1043:       fprintf(asir_out,"."); fflush(asir_out);
                   1044:     }
                   1045:     md = get_lprime(ind);
                   1046:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1047:       for ( j = 0, bmi = bmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1048:         wmi[j] = remqi((Q)bmi[j],md);
                   1049:     rank = generic_gauss_elim_mod(wmat,row,col,md,wcolstat);
                   1050:     if ( rank < row ) continue;
                   1051:     if ( !initialized ) {
                   1052:       m1 = utoz(md);
                   1053:       bcopy(wcolstat,colstat,col*sizeof(int));
                   1054:       MKMAT(crmat,row,col-row);
                   1055:       MKMAT(r,row,col-row); *nm = r;
                   1056:       tmat = (Z **)crmat->body;
                   1057:       for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1058:         for ( j = k = 0, tmi = tmat[i], wmi = wmat[i]; j < col; j++ )
                   1059:           if ( !colstat[j] ) tmi[k++] = utoz(wmi[j]);
                   1060:       initialized = 1;
                   1061:     } else {
                   1062:       for ( j = 0; (j<col) && (colstat[j]==wcolstat[j]); j++ );
                   1063:       if ( j < col ) continue;
                   1064:
                   1065:       inv = invm(remqi((Q)m1,md),md);
                   1066:       m2 = utoz(md); mulz(m1,m2,&m3);
                   1067:       for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1068:         switch ( stat[i] ) {
                   1069:           case 1:
                   1070:             /* consistency check */
                   1071:             ri = (Z *)BDY(r)[i]; wmi = wmat[i];
                   1072:             for ( j = 0; j < col; j++ ) if ( colstat[j] ) break;
                   1073:             h = md-remqi((Q)dn[i],md);
                   1074:             for ( j++, k = 0; j < col; j++ )
                   1075:               if ( !colstat[j] ) {
                   1076:                 t = remqi((Q)ri[k],md);
                   1077:                 DMAR(wmi[i],h,t,md,t1);
                   1078:                 if ( t1 ) break;
                   1079:               }
                   1080:             if ( j == col ) { stat[i]++; break; }
                   1081:             else {
                   1082:               /* fall to the case 0 */
                   1083:               stat[i] = 0;
                   1084:             }
                   1085:           case 0:
                   1086:             tmi = tmat[i]; wmi = wmat[i];
                   1087:             for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1088:               if ( !colstat[j] ) {
                   1089:                 if ( tmi[k] ) {
                   1090:                 /* f3 = f1+m1*(m1 mod m2)^(-1)*(f2 - f1 mod m2) */
                   1091:                   t = remqi((Q)tmi[k],md);
                   1092:                   if ( wmi[j] >= t ) t = wmi[j]-t;
                   1093:                   else t = md-(t-wmi[j]);
                   1094:                   DMAR(t,inv,0,md,t1)
                   1095:                   u = utoz(t1); mulz(m1,u,&s);
                   1096:                   addz(tmi[k],s,&u); tmi[k] = u;
                   1097:                 } else if ( wmi[j] ) {
                   1098:                 /* f3 = m1*(m1 mod m2)^(-1)*f2 */
                   1099:                   DMAR(wmi[j],inv,0,md,t)
                   1100:                   u = utoz(t); mulz(m1,u,&s); tmi[k] = s;
                   1101:                 }
                   1102:                 k++;
                   1103:               }
                   1104:             break;
                   1105:           case 2: default:
                   1106:             break;
                   1107:         }
                   1108:       m1 = m3;
                   1109:       if ( ind % 4 )
                   1110:         ret = 0;
                   1111:       else
                   1112:         ret = intmtoratm2(crmat,m1,*nm,dn,stat);
                   1113:       if ( ret ) {
                   1114:         *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1115:         *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-row)*sizeof(int));
                   1116:         for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1117:           if ( colstat[j] ) rind[k++] = j;
                   1118:           else cind[l++] = j;
                   1119:         return gensolve_check2(mat,*nm,dn,rind,cind);
                   1120:       }
                   1121:     }
                   1122:   }
                   1123: }
                   1124:
                   1125: int generic_gauss_elim_direct(MAT mat,MAT *nm,Z *dn,int **rindp,int **cindp){
                   1126:   Z **bmat,*s;
                   1127:   Z u,v,w,x,d,t,y;
                   1128:   int row,col,i,j,k,l,m,rank;
                   1129:   int *colstat,*colpos,*cind;
                   1130:   MAT r,in;
                   1131:
                   1132:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1133:   MKMAT(in,row,col);
                   1134:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1135:     for ( j = 0; j < col; j++ ) in->body[i][j] = mat->body[i][j];
                   1136:   bmat = (Z **)in->body;
                   1137:   colstat = (int *)MALLOC_ATOMIC(col*sizeof(int));
                   1138:   *rindp = colpos = (int *)MALLOC_ATOMIC(row*sizeof(int));
                   1139:   for ( j = 0, rank = 0, d = ONE; j < col; j++ ) {
                   1140:     for ( i = rank; i < row && !bmat[i][j]; i++  );
                   1141:     if ( i == row ) { colstat[j] = 0; continue; }
                   1142:     else { colstat[j] = 1; colpos[rank] = j; }
                   1143:     if ( i != rank )
                   1144:       for ( k = j; k < col; k++ ) {
                   1145:         t = bmat[i][k]; bmat[i][k] = bmat[rank][k]; bmat[rank][k] = t;
                   1146:       }
                   1147:     for ( i = rank+1, v = bmat[rank][j]; i < row; i++ )
                   1148:       for ( k = j, u = bmat[i][j]; k < col; k++ ) {
                   1149:         mulz(bmat[i][k],v,&w); mulz(bmat[rank][k],u,&x);
                   1150:         subz(w,x,&y); divsz(y,d,&bmat[i][k]);
                   1151:       }
                   1152:     d = v; rank++;
                   1153:   }
                   1154:   *dn = d;
                   1155:   s = (Z *)MALLOC(col*sizeof(Z));
                   1156:   for ( i = rank-1; i >= 0; i-- ) {
                   1157:     for ( k = colpos[i]; k < col; k++ ) mulz(bmat[i][k],d,&s[k]);
                   1158:     for ( m = rank-1; m > i; m-- ) {
                   1159:       for ( k = colpos[m], u = bmat[i][k]; k < col; k++ ) {
                   1160:         mulz(bmat[m][k],u,&w); subz(s[k],w,&x); s[k] = x;
                   1161:       }
                   1162:     }
                   1163:     for ( k = colpos[i], u = bmat[i][k]; k < col; k++ )
                   1164:       divz(s[k],u,&bmat[i][k]);
                   1165:   }
                   1166:   *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((col-rank)*sizeof(int));
                   1167:   MKMAT(r,rank,col-rank); *nm = r;
                   1168:   for ( j = 0, k = 0; j < col; j++ )
                   1169:     if ( !colstat[j] ) {
                   1170:       cind[k] = j;
                   1171:       for ( i = 0; i < rank; i++ ) r->body[i][k] = bmat[i][j];
                   1172:       k++;
                   1173:     }
                   1174:   return rank;
                   1175: }
                   1176:
                   1177: int intmtoratm(MAT mat,Z md,MAT nm,Z *dn)
                   1178: {
                   1179:   Z t,s,b,dn0,dn1,nm1,q,u,unm,udn,dmy;
                   1180:   int i,j,k,l,row,col,sgn,ret;
                   1181:   Z **rmat,**tmat,*tmi,*nmk;
                   1182:
                   1183:   if ( UNIQ(md) )
                   1184:     return 0;
                   1185:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1186:   bshiftz(md,1,&t);
                   1187:   isqrtz(t,&s);
                   1188:   bshiftz(s,64,&b);
                   1189:   if ( !b ) b = ONE;
                   1190:   dn0 = ONE;
                   1191:   tmat = (Z **)mat->body;
                   1192:   rmat = (Z **)nm->body;
                   1193:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1194:     for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1195:       if ( tmi[j] ) {
                   1196:         mulz(tmi[j],dn0,&s);
                   1197:         divqrz(s,md,&dmy,&u);
                   1198:         ret = inttorat(u,md,b,&nm1,&dn1);
                   1199:         if ( !ret ) return 0;
                   1200:         else {
                   1201:           if ( !UNIQ(dn1) ) {
                   1202:             for ( k = 0; k < i; k++ )
                   1203:               for ( l = 0, nmk = rmat[k]; l < col; l++ ) {
                   1204:                 mulz(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1205:               }
                   1206:             for ( l = 0, nmk = rmat[i]; l < j; l++ ) {
                   1207:               mulz(nmk[l],dn1,&q); nmk[l] = q;
                   1208:             }
                   1209:           }
                   1210:           rmat[i][j] = nm1;
                   1211:           mulz(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1212:         }
                   1213:       }
                   1214:   *dn = dn0;
                   1215:   return 1;
                   1216: }
                   1217:
                   1218: int intmtoratm2(MAT mat,Z md,MAT nm,Z *dn,int *stat)
                   1219: {
                   1220:   int row,col,i,j,ret;
                   1221:   Z dn0,dn1,t,s,b;
                   1222:   Z *w,*tmi;
                   1223:   Z **tmat;
                   1224:
                   1225:   bshiftz(md,1,&t);
                   1226:   isqrtz(t,&s);
                   1227:   bshiftz(s,64,&b);
                   1228:   tmat = (Z **)mat->body;
                   1229:   if ( UNIQ(md) ) return 0;
                   1230:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1231:   dn0 = ONE;
                   1232:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1233:     if ( cmpz(dn[i],dn0) > 0 ) dn0 = dn[i];
                   1234:   w = (Z *)MALLOC(col*sizeof(Z));
                   1235:   for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1236:     if ( stat[i] == 0 ) {
                   1237:       for ( j = 0, tmi = tmat[i]; j < col; j++ )
                   1238:           mulz(tmi[j],dn0,&w[j]);
                   1239:       ret = intvtoratv(w,col,md,b,(Z *)BDY(nm)[i],&dn[i]);
                   1240:       if ( ret ) {
                   1241:         stat[i] = 1;
                   1242:         mulz(dn0,dn[i],&t); dn[i] = t; dn0 = t;
                   1243:       }
                   1244:     }
                   1245:   for ( i = 0; i < row; i++ ) if ( !stat[i] ) break;
                   1246:   if ( i == row ) return 1;
                   1247:   else return 0;
                   1248: }
                   1249:
                   1250: int intvtoratv(Z *v,int n,Z md,Z b,Z *nm,Z *dn)
                   1251: {
                   1252:   Z dn0,dn1,q,s,u,nm1,unm,udn,dmy;
                   1253:   Z *nmk;
                   1254:   int j,l,col,ret,sgn;
                   1255:
                   1256:   for ( j = 0; j < n; j++ ) nm[j] = 0;
                   1257:   dn0 = ONE;
                   1258:   for ( j = 0; j < n; j++ ) {
                   1259:     if ( !v[j] ) continue;
                   1260:     mulz(v[j],dn0,&s);
                   1261:     divqrz(s,md,&dmy,&u);
                   1262:     ret = inttorat(u,md,b,&nm1,&dn1);
                   1263:     if ( !ret ) return 0;
                   1264:     if ( !UNIQ(dn1) )
                   1265:       for ( l = 0; l < j; l++ ) {
                   1266:         mulz(nm[l],dn1,&q); nm[l] = q;
                   1267:       }
                   1268:     nm[j] = nm1;
                   1269:     mulz(dn0,dn1,&q); dn0 = q;
                   1270:   }
                   1271:   *dn = dn0;
                   1272:   return 1;
                   1273: }
                   1274:
                   1275: /* assuming 0 < c < m */
                   1276:
                   1277: int inttorat(Z c,Z m,Z b,Z *nmp,Z *dnp)
                   1278: {
                   1279:   Z qq,t,u1,v1,r1;
                   1280:   Z q,u2,v2,r2;
                   1281:
                   1282:   u1 = 0; v1 = ONE; u2 = m; v2 = c;
                   1283:   while ( cmpz(v2,b) >= 0 ) {
                   1284:     divqrz(u2,v2,&q,&r2); u2 = v2; v2 = r2;
                   1285:     mulz(q,v1,&t); subz(u1,t,&r1); u1 = v1; v1 = r1;
                   1286:   }
                   1287:   if ( cmpz(v1,b) >= 0 ) return 0;
                   1288:   else {
                   1289:     if ( mpz_sgn(BDY(v1))<0  ) {
                   1290:       chsgnz(v1,dnp); chsgnz(v2,nmp);
                   1291:     } else {
                   1292:       *dnp = v1; *nmp = v2;
                   1293:     }
                   1294:     return 1;
                   1295:   }
                   1296: }
                   1297:
                   1298: extern int f4_nocheck;
                   1299:
                   1300: int gensolve_check(MAT mat,MAT nm,Z dn,int *rind,int *cind)
                   1301: {
                   1302:   int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1303:   Z s,t;
                   1304:   Z *w;
                   1305:   Z *mati,*nmk;
                   1306:
                   1307:   if ( f4_nocheck ) return 1;
                   1308:   row = mat->row; col = mat->col; rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1309:   w = (Z *)MALLOC(clen*sizeof(Z));
                   1310:   for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1311:     mati = (Z *)mat->body[i];
                   1312:     bzero(w,clen*sizeof(Z));
                   1313:     for ( k = 0; k < rank; k++ )
                   1314:       for ( l = 0, nmk = (Z *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1315:         mulz(mati[rind[k]],nmk[l],&t); addz(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1316:       }
                   1317:     for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1318:       mulz(dn,mati[cind[j]],&t);
                   1319:       if ( cmpz(w[j],t) ) break;
                   1320:     }
                   1321:     if ( j != clen ) break;
                   1322:   }
                   1323:   if ( i != row ) return 0;
                   1324:   else return 1;
                   1325: }
                   1326:
                   1327: int gensolve_check2(MAT mat,MAT nm,Z *dn,int *rind,int *cind)
                   1328: {
                   1329:   int row,col,rank,clen,i,j,k,l;
                   1330:   Z s,t,u,d;
                   1331:   Z *w,*m;
                   1332:   Z *mati,*nmk;
                   1333:
                   1334:   if ( f4_nocheck ) return 1;
                   1335:   row = mat->row; col = mat->col; rank = nm->row; clen = nm->col;
                   1336:   w = (Z *)MALLOC(clen*sizeof(Z));
                   1337:   m = (Z *)MALLOC(clen*sizeof(Z));
                   1338:   for ( d = dn[0], i = 1; i < rank; i++ ) {
                   1339:     lcmz(d,dn[i],&t); d = t;
                   1340:   }
                   1341:   for ( i = 0; i < rank; i++ ) divsz(d,dn[i],&m[i]);
                   1342:   for ( i = 0; i < row; i++ ) {
                   1343:     mati = (Z *)mat->body[i];
                   1344:     bzero(w,clen*sizeof(Z));
                   1345:     for ( k = 0; k < rank; k++ ) {
                   1346:       mulz(mati[rind[k]],m[k],&u);
                   1347:       for ( l = 0, nmk = (Z *)nm->body[k]; l < clen; l++ ) {
                   1348:         mulz(u,nmk[l],&t); addz(w[l],t,&s); w[l] = s;
                   1349:       }
                   1350:     }
                   1351:     for ( j = 0; j < clen; j++ ) {
                   1352:       mulz(d,mati[cind[j]],&t);
                   1353:       if ( cmpz(w[j],t) ) break;
                   1354:     }
                   1355:     if ( j != clen ) break;
                   1356:   }
                   1357:   if ( i != row ) return 0;
                   1358:   else return 1;
                   1359: }
                   1360:
                   1361: void isqrtz(Z a,Z *r)
                   1362: {
                   1363:   int k;
                   1364:   Z x,t,x2,xh,quo,rem;
                   1365:   Z two;
                   1366:
                   1367:   if ( !a ) *r = 0;
                   1368:   else if ( UNIQ(a) ) *r = ONE;
                   1369:   else {
                   1370:     k = z_bits((Q)a); /* a <= 2^k-1 */
                   1371:     bshiftz(ONE,-((k>>1)+(k&1)),&x); /* a <= x^2 */
1.5     ! noro     1372:     STOZ(2,two);
1.1       noro     1373:     while ( 1 ) {
                   1374:       pwrz(x,two,&t);
                   1375:       if ( cmpz(t,a) <= 0 ) {
                   1376:         *r = x; return;
                   1377:       } else {
                   1378:         if ( mpz_tstbit(BDY(x),0) ) addz(x,a,&t);
                   1379:         else t = a;
                   1380:         bshiftz(x,-1,&x2); divqrz(t,x2,&quo,&rem);
                   1381:         bshiftz(x,1,&xh); addz(quo,xh,&x);
                   1382:       }
                   1383:     }
                   1384:   }
                   1385: }
                   1386:
                   1387: void bshiftz(Z a,int n,Z *r)
                   1388: {
                   1389:   mpz_t t;
                   1390:
                   1391:   if ( !a ) *r = 0;
                   1392:   else if ( n == 0 ) *r = a;
                   1393:   else if ( n < 0 ) {
                   1394:     mpz_init(t); mpz_mul_2exp(t,BDY(a),-n); MPZTOZ(t,*r);
                   1395:   } else {
                   1396:     mpz_init(t); mpz_fdiv_q_2exp(t,BDY(a),n);
                   1397:     if ( !mpz_sgn(t) ) *r = 0;
                   1398:     else MPZTOZ(t,*r);
                   1399:   }
                   1400: }
                   1401:
                   1402: void addlf(Z a,Z b,Z *c)
                   1403: {
                   1404:   addz(a,b,c);
                   1405:   if ( !lf_lazy ) {
                   1406:     if ( cmpz(*c,current_mod_lf) >= 0 ) {
                   1407:       subz(*c,current_mod_lf,c);
                   1408:     }
                   1409:   }
                   1410: }
                   1411:
                   1412: void sublf(Z a,Z b,Z *c)
                   1413: {
                   1414:   subz(a,b,c);
                   1415:   if ( !lf_lazy ) {
                   1416:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1417:   }
                   1418: }
                   1419:
                   1420: void mullf(Z a,Z b,Z *c)
                   1421: {
                   1422:   mulz(a,b,c);
                   1423:   if ( !lf_lazy ) {
                   1424:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1425:   }
                   1426: }
                   1427:
                   1428: void divlf(Z a,Z b,Z *c)
                   1429: {
                   1430:   Z inv;
                   1431:
                   1432:   invz(b,current_mod_lf,&inv);
                   1433:   mulz(a,inv,c);
                   1434:   if ( !lf_lazy ) {
                   1435:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1436:   }
                   1437: }
                   1438:
                   1439: void chsgnlf(Z a,Z *c)
                   1440: {
                   1441:   chsgnz(a,c);
                   1442:   if ( !lf_lazy ) {
                   1443:     remz(*c,current_mod_lf,c);
                   1444:   }
                   1445: }
                   1446:
                   1447: void lmtolf(LM a,Z *b)
                   1448: {
                   1449:   if ( !a ) *b = 0;
                   1450:   else {
                   1451:     MPZTOZ(BDY(a),*b);
                   1452:   }
                   1453: }
                   1454:
                   1455: void setmod_lf(Z p)
                   1456: {
                   1457:     current_mod_lf = p;
                   1458:     current_mod_lf_size = mpz_size(BDY(current_mod_lf))+1;
                   1459: }
                   1460:
                   1461: void simplf_force(Z a,Z *b)
                   1462: {
                   1463:     remz(a,current_mod_lf,b);
                   1464: }
                   1465:
                   1466: int generic_gauss_elim_hensel(MAT mat,MAT *nmmat,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                   1467: {
                   1468:   MAT bmat,xmat;
                   1469:   Z **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1470:   Z *ai,*bi,*xi;
                   1471:   int row,col;
                   1472:   int **w;
                   1473:   int *wi;
                   1474:   int **wc;
                   1475:   Z mdq,q,s,u;
                   1476:   Z tn;
                   1477:   int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1478:   unsigned int t;
                   1479:   int *cinfo,*rinfo;
                   1480:   int *rind,*cind;
                   1481:   int count;
                   1482:   int ret;
1.3       noro     1483:   struct oEGT eg_mul1,eg_mul2,tmp0,tmp1,tmp2;
1.1       noro     1484:   int period;
                   1485:   int *wx,*ptr;
                   1486:   int wxsize,nsize;
                   1487:   Z wn;
                   1488:   Z wq;
                   1489:
1.3       noro     1490: init_eg(&eg_mul1); init_eg(&eg_mul2);
1.1       noro     1491:   a0 = (Z **)mat->body;
                   1492:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1493:   w = (int **)almat(row,col);
                   1494:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                   1495:     md = get_lprime(ind);
1.5     ! noro     1496:     STOZ(md,mdq);
1.1       noro     1497:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1498:       for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1499:         wi[j] = remqi((Q)ai[j],md);
                   1500:
                   1501:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1502:       fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1503:     }
                   1504:     rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                   1505:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1506:       fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1507:     }
                   1508:     a = (Z **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1509:     MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Z **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1510:     for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
                   1511:       if ( cinfo[j] ) {
                   1512:         /* the column is in lhs */
                   1513:         for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1514:           w[i][li] = w[i][j];
                   1515:           a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1516:         }
                   1517:         li++;
                   1518:       } else {
                   1519:         /* the column is in rhs */
                   1520:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1521:           b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1522:         ri++;
                   1523:       }
                   1524:
                   1525:       /* solve Ax=B; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1526:       /* algorithm
                   1527:          c <- B
                   1528:          x <- 0
                   1529:          q <- 1
                   1530:          do
                   1531:            t <- A^(-1)c mod p
                   1532:            x <- x+qt
                   1533:            c <- (c-At)/p
                   1534:            q <- qp
                   1535:          end do
                   1536:          then Ax-B=0 mod q and b=(B-Ax)/q hold after "do".
                   1537:       */
                   1538:       MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Z **)(xmat)->body;
                   1539:       MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Z **)(*nmmat)->body;
                   1540:       wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1541:       *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1542:       *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1543:
                   1544:       period = F4_INTRAT_PERIOD;
                   1545:       for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
1.3       noro     1546:         /* check Ax=B mod q */
1.1       noro     1547:         if ( DP_Print > 3 )
                   1548:           fprintf(stderr,"o");
                   1549:         /* wc = b mod md */
                   1550:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
1.3       noro     1551:           for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
1.1       noro     1552:             wi[j] = remqi((Q)bi[j],md);
1.3       noro     1553:         /* wc = A^(-1)wc; wc is not normalized */
                   1554:         solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,0);
1.1       noro     1555:         /* x += q*wc */
1.3       noro     1556: get_eg(&tmp0);
1.1       noro     1557:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1558:           for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) mul1addtoz(q,wi[j],&x[i][j]);
1.3       noro     1559:         /* b =(b-A*wc)/md */
                   1560: get_eg(&tmp1); add_eg(&eg_mul1,&tmp0,&tmp1);
1.1       noro     1561:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1562:           for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
1.3       noro     1563:             mpz_t uz;
                   1564:
                   1565:             if ( b[i][j] )
                   1566:               mpz_init_set(uz,BDY(b[i][j]));
                   1567:             else
                   1568:               mpz_init_set_ui(uz,0);
                   1569:             for ( k = 0; k < rank; k++ ) {
                   1570:               if ( a[i][k] && wc[k][j] ) {
                   1571:                 if ( wc[k][j] < 0 )
                   1572:                   mpz_addmul_ui(uz,BDY(a[i][k]),-wc[k][j]);
                   1573:                 else
                   1574:                   mpz_submul_ui(uz,BDY(a[i][k]),wc[k][j]);
                   1575:               }
                   1576:             }
                   1577:             MPZTOZ(uz,u);
1.1       noro     1578:             divsz(u,mdq,&b[i][j]);
                   1579:           }
1.3       noro     1580: get_eg(&tmp2); add_eg(&eg_mul2,&tmp1,&tmp2);
1.1       noro     1581:         count++;
                   1582:         /* q = q*md */
                   1583:         mulz(q,mdq,&u); q = u;
                   1584:         if ( count == period ) {
                   1585:           ret = intmtoratm(xmat,q,*nmmat,dn);
                   1586:           if ( ret ) {
1.3       noro     1587:             print_eg("MUL1",&eg_mul1);
                   1588:             print_eg("MUL2",&eg_mul2);
1.1       noro     1589:             for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1590:               if ( cinfo[j] )
                   1591:                 rind[k++] = j;
                   1592:               else
                   1593:                 cind[l++] = j;
                   1594:             ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1595:             if ( ret ) {
                   1596:               *rindp = rind;
                   1597:               *cindp = cind;
                   1598:               for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1599:                 if ( !cinfo[j] )
                   1600:                   cind[k++] = j;
                   1601:               return rank;
                   1602:             }
                   1603:           } else {
                   1604:             period = period*3/2;
                   1605:             count = 0;
                   1606:           }
                   1607:         }
                   1608:       }
                   1609:   }
                   1610: }
                   1611:
                   1612: /* for inv_or_split_dalg */
                   1613:
                   1614: int generic_gauss_elim_hensel_dalg(MAT mat,DP *mb,MAT *nmmat,Z *dn,int **rindp,int **cindp)
                   1615: {
                   1616:   MAT bmat,xmat;
                   1617:   Z **a0,**a,**b,**x,**nm;
                   1618:   Z *ai,*bi,*xi;
                   1619:   int row,col;
                   1620:   int **w;
                   1621:   int *wi;
                   1622:   int **wc;
                   1623:   Z mdq,q,s,u;
                   1624:   Z tn;
                   1625:   int ind,md,i,j,k,l,li,ri,rank;
                   1626:   unsigned int t;
                   1627:   int *cinfo,*rinfo;
                   1628:   int *rind,*cind;
                   1629:   int count;
                   1630:   int ret;
                   1631:   struct oEGT eg_mul,eg_inv,eg_intrat,eg_check,tmp0,tmp1;
                   1632:   int period;
                   1633:   int *wx,*ptr;
                   1634:   int wxsize,nsize;
                   1635:   Z wn;
                   1636:   Z wq;
                   1637:   DP m;
                   1638:
                   1639:   a0 = (Z **)mat->body;
                   1640:   row = mat->row; col = mat->col;
                   1641:   w = (int **)almat(row,col);
                   1642:   for ( ind = 0; ; ind++ ) {
                   1643:     md = get_lprime(ind);
1.5     ! noro     1644:     STOZ(md,mdq);
1.1       noro     1645:     for ( i = 0; i < row; i++ )
                   1646:       for ( j = 0, ai = a0[i], wi = w[i]; j < col; j++ )
                   1647:         wi[j] = remqi((Q)ai[j],md);
                   1648:
                   1649:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1650:       fprintf(asir_out,"LU decomposition.."); fflush(asir_out);
                   1651:     }
                   1652:     rank = find_lhs_and_lu_mod((unsigned int **)w,row,col,md,&rinfo,&cinfo);
                   1653:     if ( DP_Print > 3 ) {
                   1654:       fprintf(asir_out,"done.\n"); fflush(asir_out);
                   1655:     }
                   1656:
                   1657:     /* this part is added for inv_or_split_dalg */
                   1658:     for ( i = 0; i < col-1; i++ ) {
                   1659:       if ( !cinfo[i] ) {
                   1660:         m = mb[i];
                   1661:         for ( j = i+1; j < col-1; j++ )
                   1662:           if ( dp_redble(mb[j],m) )
                   1663:             cinfo[j] = -1;
                   1664:       }
                   1665:     }
                   1666:
                   1667:     a = (Z **)almat_pointer(rank,rank); /* lhs mat */
                   1668:     MKMAT(bmat,rank,col-rank); b = (Z **)bmat->body; /* lhs mat */
                   1669:     for ( j = li = ri = 0; j < col; j++ )
1.4       noro     1670:       if ( cinfo[j] > 0 ) {
1.1       noro     1671:         /* the column is in lhs */
                   1672:         for ( i = 0; i < rank; i++ ) {
                   1673:           w[i][li] = w[i][j];
                   1674:           a[i][li] = a0[rinfo[i]][j];
                   1675:         }
                   1676:         li++;
1.4       noro     1677:       } else if ( !cinfo[j] ) {
1.1       noro     1678:         /* the column is in rhs */
                   1679:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1680:           b[i][ri] = a0[rinfo[i]][j];
                   1681:         ri++;
                   1682:       }
                   1683:
                   1684:       /* solve Ax=B; A: rank x rank, B: rank x ri */
                   1685:       /* algorithm
                   1686:          c <- B
                   1687:          x <- 0
                   1688:          q <- 1
                   1689:          do
                   1690:            t <- A^(-1)c mod p
                   1691:            x <- x+qt
                   1692:            c <- (c-At)/p
                   1693:            q <- qp
                   1694:          end do
                   1695:          then Ax-B=0 mod q and b=(B-Ax)/q hold after "do".
                   1696:       */
                   1697:       MKMAT(xmat,rank,ri); x = (Z **)(xmat)->body;
                   1698:       MKMAT(*nmmat,rank,ri); nm = (Z **)(*nmmat)->body;
                   1699:       wc = (int **)almat(rank,ri);
                   1700:       *rindp = rind = (int *)MALLOC_ATOMIC(rank*sizeof(int));
                   1701:       *cindp = cind = (int *)MALLOC_ATOMIC((ri)*sizeof(int));
                   1702:
                   1703:       period = F4_INTRAT_PERIOD;
                   1704:       for ( q = ONE, count = 0; ; ) {
                   1705:         if ( DP_Print > 3 )
                   1706:           fprintf(stderr,"o");
                   1707:         /* wc = b mod md */
                   1708:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
1.3       noro     1709:           for ( j = 0, bi = b[i], wi = wc[i]; j < ri; j++ )
1.1       noro     1710:             wi[j] = remqi((Q)bi[j],md);
                   1711:         /* wc = A^(-1)wc; wc is normalized */
                   1712:         solve_by_lu_mod(w,rank,md,wc,ri,1);
                   1713:         /* x += q*wc */
                   1714:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1715:           for ( j = 0, wi = wc[i]; j < ri; j++ ) mul1addtoz(q,wi[j],&x[i][j]);
1.3       noro     1716:         /* b =(b-A*wc)/md */
1.1       noro     1717:         for ( i = 0; i < rank; i++ )
                   1718:           for ( j = 0; j < ri; j++ ) {
1.3       noro     1719:             mpz_t uz;
                   1720:
                   1721:             if ( b[i][j] )
                   1722:               mpz_init_set(uz,BDY(b[i][j]));
                   1723:             else
                   1724:               mpz_init_set_ui(uz,0);
                   1725:             for ( k = 0; k < rank; k++ ) {
                   1726:               if ( a[i][k] && wc[k][j] ) {
                   1727:                 if ( wc[k][j] < 0 )
                   1728:                   mpz_addmul_ui(uz,BDY(a[i][k]),-wc[k][j]);
                   1729:                 else
                   1730:                   mpz_submul_ui(uz,BDY(a[i][k]),wc[k][j]);
                   1731:               }
                   1732:             }
                   1733:             MPZTOZ(uz,u);
1.1       noro     1734:             divsz(u,mdq,&b[i][j]);
                   1735:           }
                   1736:         count++;
                   1737:         /* q = q*md */
                   1738:         mulz(q,mdq,&u); q = u;
                   1739:         if ( count == period ) {
                   1740:           ret = intmtoratm(xmat,q,*nmmat,dn);
                   1741:           if ( ret ) {
                   1742:             for ( j = k = l = 0; j < col; j++ )
                   1743:               if ( cinfo[j] > 0 )
                   1744:                 rind[k++] = j;
                   1745:               else if ( !cinfo[j] )
                   1746:                 cind[l++] = j;
                   1747:             ret = gensolve_check(mat,*nmmat,*dn,rind,cind);
                   1748:             if ( ret ) {
                   1749:               *rindp = rind;
                   1750:               *cindp = cind;
                   1751:               for ( j = k = 0; j < col; j++ )
                   1752:                 if ( !cinfo[j] )
                   1753:                   cind[k++] = j;
                   1754:               return rank;
                   1755:             }
                   1756:           } else {
                   1757:             period = period*3/2;
                   1758:             count = 0;
                   1759:           }
                   1760:         }
                   1761:       }
                   1762:   }
                   1763: }

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