#include "ulong_extras.h"
#include "fmpz.h"
#include "fmpz_vec.h"
#include "fmpz_mat.h"
#include "fmpz_mod.h"
#include "fmpz_mod_vec.h"
#include "fmpz_mod_poly.h"
void
_fmpz_mod_poly_compose_mod_brent_kung(fmpz * res, const fmpz * poly1, slong len1,
const fmpz * poly2, const fmpz * poly3, slong len3,
const fmpz_mod_ctx_t ctx)
{
fmpz_mat_t A, B, C;
fmpz * t, * h, * tmp;
slong i, n, m;
n = len3 - 1;
if (len3 == 1)
return;
if (len1 == 1)
{
fmpz_set(res, poly1);
return;
}
if (len3 == 2)
{
_fmpz_mod_poly_evaluate_fmpz(res, poly1, len1, poly2, ctx);
return;
}
m = n_sqrt(n) + 1;
fmpz_mat_init(A, m, n);
fmpz_mat_init(B, m, m);
fmpz_mat_init(C, m, n);
h = _fmpz_vec_init(2 * n - 1);
t = _fmpz_vec_init(2 * n - 1);
for (i = 0; i < len1 / m; i++)
_fmpz_vec_set(B->rows[i], poly1 + i * m, m);
_fmpz_vec_set(B->rows[i], poly1 + i * m, len1 % m);
fmpz_one(A->rows[0]);
_fmpz_vec_set(A->rows[1], poly2, n);
tmp = _fmpz_vec_init(2 * n - 1);
for (i = 2; i < m; i++)
{
_fmpz_mod_poly_mulmod(tmp, A->rows[i - 1], n, poly2, n, poly3, len3, ctx);
_fmpz_vec_set(A->rows[i], tmp, n);
}
_fmpz_vec_clear(tmp, 2 * n - 1);
fmpz_mat_mul(C, B, A);
for (i = 0; i < m; i++)
_fmpz_mod_vec_set_fmpz_vec(C->rows[i], C->rows[i], n, ctx);
_fmpz_vec_set(res, C->rows[m - 1], n);
_fmpz_mod_poly_mulmod(h, A->rows[m - 1], n, poly2, n, poly3, len3, ctx);
for (i = m - 2; i >= 0; i--)
{
_fmpz_mod_poly_mulmod(t, res, n, h, n, poly3, len3, ctx);
_fmpz_mod_poly_add(res, t, n, C->rows[i], n, ctx);
}
_fmpz_vec_clear(h, 2 * n - 1);
_fmpz_vec_clear(t, 2 * n - 1);
fmpz_mat_clear(A);
fmpz_mat_clear(B);
fmpz_mat_clear(C);
}
void fmpz_mod_poly_compose_mod_brent_kung(fmpz_mod_poly_t res,
const fmpz_mod_poly_t poly1, const fmpz_mod_poly_t poly2,
const fmpz_mod_poly_t poly3, const fmpz_mod_ctx_t ctx)
{
slong len1 = poly1->length;
slong len2 = poly2->length;
slong len3 = poly3->length;
slong len = len3 - 1;
slong vec_len = FLINT_MAX(len3 - 1, len2);
fmpz * ptr2;
fmpz_t inv3;
if (len3 == 0)
{
flint_throw(FLINT_ERROR, "(fmpz_mod_poly_compose_mod_brent_kung): Division by zero\n");
}
if (len1 >= len3)
{
flint_throw(FLINT_ERROR, "(fmpz_mod_poly_compose_mod_brent_kung): "
"The degree of the first polynomial must be smaller than that of the modulus\n");
}
if (len1 == 0 || len3 == 1)
{
fmpz_mod_poly_zero(res, ctx);
return;
}
if (len1 == 1)
{
fmpz_mod_poly_set(res, poly1, ctx);
return;
}
if (res == poly3 || res == poly1)
{
fmpz_mod_poly_t tmp;
fmpz_mod_poly_init(tmp, ctx);
fmpz_mod_poly_compose_mod_brent_kung(tmp, poly1, poly2, poly3, ctx);
fmpz_mod_poly_swap(tmp, res, ctx);
fmpz_mod_poly_clear(tmp, ctx);
return;
}
ptr2 = _fmpz_vec_init(vec_len);
if (len2 <= len)
{
_fmpz_vec_set(ptr2, poly2->coeffs, len2);
_fmpz_vec_zero(ptr2 + len2, vec_len - len2);
}
else
{
fmpz_init(inv3);
fmpz_invmod(inv3, poly3->coeffs + len, fmpz_mod_ctx_modulus(ctx));
_fmpz_mod_poly_rem(ptr2, poly2->coeffs, len2,
poly3->coeffs, len3, inv3, ctx);
fmpz_clear(inv3);
}
fmpz_mod_poly_fit_length(res, len, ctx);
_fmpz_mod_poly_compose_mod_brent_kung(res->coeffs, poly1->coeffs, len1,
ptr2, poly3->coeffs, len3, ctx);
_fmpz_mod_poly_set_length(res, len);
_fmpz_mod_poly_normalise(res);
_fmpz_vec_clear(ptr2, vec_len);
}