#include "padic.h"
static void
_padic_exp_bsplit_series(fmpz_t P, fmpz_t Q, fmpz_t T,
const fmpz_t x, slong a, slong b)
{
if (b - a == 1)
{
fmpz_set(P, x);
fmpz_set_ui(Q, a);
fmpz_set(T, x);
}
else if (b - a == 2)
{
fmpz_mul(P, x, x);
fmpz_set_ui(Q, a);
fmpz_mul_ui(Q, Q, a + 1);
fmpz_mul_ui(T, x, a + 1);
fmpz_add(T, T, P);
}
else
{
const slong m = (a + b) / 2;
fmpz_t PR, QR, TR;
fmpz_init(PR);
fmpz_init(QR);
fmpz_init(TR);
_padic_exp_bsplit_series(P, Q, T, x, a, m);
_padic_exp_bsplit_series(PR, QR, TR, x, m, b);
fmpz_mul(T, T, QR);
fmpz_addmul(T, P, TR);
fmpz_mul(P, P, PR);
fmpz_mul(Q, Q, QR);
fmpz_clear(PR);
fmpz_clear(QR);
fmpz_clear(TR);
}
}
static void
_padic_exp_bsplit(fmpz_t y, const fmpz_t x, slong v, const fmpz_t p, slong N)
{
const slong n = _padic_exp_bound(v, N, p);
if (n == 1)
{
fmpz_one(y);
}
else
{
fmpz_t P, Q, T;
fmpz_init(P);
fmpz_init(Q);
fmpz_init(T);
_padic_exp_bsplit_series(P, Q, T, x, 1, n);
fmpz_add(T, T, Q);
if (fmpz_remove(T, T, p))
fmpz_remove(Q, Q, p);
_padic_inv(Q, Q, p, N);
fmpz_mul(y, T, Q);
fmpz_clear(P);
fmpz_clear(Q);
fmpz_clear(T);
}
}
static void _padic_exp_balanced_2(fmpz_t rop, const fmpz_t xu, slong xv, slong N)
{
const fmpz_t p = {WORD(2)};
fmpz_t r, t;
slong w;
fmpz_init(r);
fmpz_init(t);
w = 1;
fmpz_mul_2exp(t, xu, xv);
fmpz_fdiv_r_2exp(t, t, N);
fmpz_one(rop);
while (!fmpz_is_zero(t))
{
fmpz_fdiv_r_2exp(r, t, 2*w);
fmpz_sub(t, t, r);
if (!fmpz_is_zero(r))
{
_padic_exp_bsplit(r, r, w, p, N);
fmpz_mul(rop, rop, r);
fmpz_fdiv_r_2exp(rop, rop, N);
}
w *= 2;
}
fmpz_clear(r);
fmpz_clear(t);
}
static void _padic_exp_balanced_p(fmpz_t rop, const fmpz_t xu, slong xv,
const fmpz_t p, slong N)
{
fmpz_t r, t, pw, pN;
slong w;
fmpz_init(r);
fmpz_init(t);
fmpz_init(pw);
fmpz_init(pN);
fmpz_set(pw, p);
fmpz_pow_ui(pN, p, N);
w = 1;
fmpz_pow_ui(t, p, xv);
fmpz_mul(t, t, xu);
fmpz_mod(t, t, pN);
fmpz_one(rop);
while (!fmpz_is_zero(t))
{
fmpz_mul(pw, pw, pw);
fmpz_fdiv_r(r, t, pw);
fmpz_sub(t, t, r);
if (!fmpz_is_zero(r))
{
_padic_exp_bsplit(r, r, w, p, N);
fmpz_mul(rop, rop, r);
fmpz_mod(rop, rop, pN);
}
w *= 2;
}
fmpz_clear(r);
fmpz_clear(t);
fmpz_clear(pw);
fmpz_clear(pN);
}
void _padic_exp_balanced(fmpz_t rop, const fmpz_t u, slong v,
const fmpz_t p, slong N)
{
if (fmpz_equal_ui(p, 2))
_padic_exp_balanced_2(rop, u, v, N);
else
_padic_exp_balanced_p(rop, u, v, p, N);
}
int padic_exp_balanced(padic_t rop, const padic_t op, const padic_ctx_t ctx)
{
const slong N = padic_prec(rop);
const slong v = padic_val(op);
const fmpz *p = ctx->p;
if (padic_is_zero(op))
{
padic_one(rop);
return 1;
}
if ((fmpz_equal_ui(p, 2) && v <= 1) || (v <= 0))
{
return 0;
}
else
{
if (v < N)
{
_padic_exp_balanced(padic_unit(rop),
padic_unit(op), padic_val(op), p, N);
padic_val(rop) = 0;
}
else
{
padic_one(rop);
}
return 1;
}
}