Code coverage tests

This page documents the degree to which the PARI/GP source code is tested by our public test suite, distributed with the source distribution in directory src/test/. This is measured by the gcov utility; we then process gcov output using the lcov frond-end.

We test a few variants depending on Configure flags on the pari.math.u-bordeaux.fr machine (x86_64 architecture), and agregate them in the final report:

The target is 90% coverage for all mathematical modules (given that branches depending on DEBUGLEVEL or DEBUGMEM are not covered). This script is run to produce the results below.

LCOV - code coverage report
Current view: top level - basemath - F2x.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: PARI/GP v2.10.1 lcov report (development 22708-0f0e6fe44) Lines: 1428 1543 92.5 %
Date: 2018-06-18 05:36:21 Functions: 176 187 94.1 %
Legend: Lines: hit not hit

          Line data    Source code
       1             : /* Copyright (C) 2007  The PARI group.
       2             : 
       3             : This file is part of the PARI/GP package.
       4             : 
       5             : PARI/GP is free software; you can redistribute it and/or modify it under the
       6             : terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
       7             : Foundation. It is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
       8             : ANY WARRANTY WHATSOEVER.
       9             : 
      10             : Check the License for details. You should have received a copy of it, along
      11             : with the package; see the file 'COPYING'. If not, write to the Free Software
      12             : Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA. */
      13             : 
      14             : #include "pari.h"
      15             : #include "paripriv.h"
      16             : 
      17             : /* Not so fast arithmetic with polynomials over F_2 */
      18             : 
      19             : /***********************************************************************/
      20             : /**                                                                   **/
      21             : /**                             F2x                                   **/
      22             : /**                                                                   **/
      23             : /***********************************************************************/
      24             : /* F2x objects are defined as follows:
      25             :    An F2x is a t_VECSMALL:
      26             :    x[0] = codeword
      27             :    x[1] = evalvarn(variable number)  (signe is not stored).
      28             :    x[2] = a_0...a_31 x[3] = a_32..a_63, etc.  on 32bit
      29             :    x[2] = a_0...a_63 x[3] = a_64..a_127, etc. on 64bit
      30             : 
      31             :    where the a_i are bits.
      32             : 
      33             :    signe(x) is not valid. Use lgpol(x)!=0 instead.
      34             :    Note: pol0_F2x=pol0_Flx and pol1_F2x=pol1_Flx
      35             : */
      36             : 
      37             : INLINE long
      38   248365106 : F2x_degree_lg(GEN x, long l)
      39             : {
      40   248365106 :   return (l==2)?-1:bit_accuracy(l)-bfffo(x[l-1])-1;
      41             : }
      42             : 
      43             : long
      44    69955113 : F2x_degree(GEN x)
      45             : {
      46    69955113 :   return F2x_degree_lg(x, lg(x));
      47             : }
      48             : 
      49             : GEN
      50          63 : monomial_F2x(long d, long vs)
      51             : {
      52          63 :   long l=nbits2lg(d+1);
      53          63 :   GEN z = zero_zv(l-1);
      54          63 :   z[1] = vs;
      55          63 :   F2x_set(z,d);
      56          63 :   return z;
      57             : }
      58             : 
      59             : GEN
      60      197393 : F2x_to_ZX(GEN x)
      61             : {
      62      197393 :   long l=3+F2x_degree(x);
      63      197393 :   GEN z=cgetg(l,t_POL);
      64             :   long i,j,k;
      65      395729 :   for(i=2,k=2;i<lg(x);i++)
      66      913528 :     for(j=0; j<BITS_IN_LONG && k<l; j++,k++)
      67      715192 :       gel(z,k)=(x[i]&(1UL<<j))?gen_1:gen_0;
      68      197393 :   z[1]=evalsigne(l>=3)|x[1];
      69      197393 :   return z;
      70             : }
      71             : 
      72             : GEN
      73      103902 : F2x_to_Flx(GEN x)
      74             : {
      75      103902 :   long l=3+F2x_degree(x);
      76      103902 :   GEN z=cgetg(l,t_VECSMALL);
      77             :   long i,j,k;
      78      103913 :   z[1]=x[1];
      79      231200 :   for(i=2,k=2;i<lg(x);i++)
      80     3230139 :     for(j=0;j<BITS_IN_LONG && k<l; j++,k++)
      81     3102852 :       z[k]=(x[i]>>j)&1UL;
      82      103913 :   return z;
      83             : }
      84             : 
      85             : GEN
      86         322 : F2x_to_F2xX(GEN z, long sv)
      87             : {
      88         322 :   long i, d = F2x_degree(z);
      89         322 :   GEN x = cgetg(d+3,t_POL);
      90        6293 :   for (i=0; i<=d; i++)
      91        5971 :     gel(x,i+2) = F2x_coeff(z,i) ? pol1_F2x(sv): pol0_F2x(sv);
      92         322 :   x[1] = evalsigne(d+1!=0)| z[1]; return x;
      93             : }
      94             : 
      95             : GEN
      96      208292 : Z_to_F2x(GEN x, long v)
      97             : {
      98      208292 :   long sv = evalvarn(v);
      99      208292 :   return mpodd(x) ? pol1_F2x(sv): pol0_F2x(sv);
     100             : }
     101             : 
     102             : GEN
     103      347389 : ZX_to_F2x(GEN x)
     104             : {
     105      347389 :   long l=nbits2lg(lgpol(x));
     106      347389 :   GEN z=cgetg(l,t_VECSMALL);
     107             :   long i,j,k;
     108      347389 :   z[1]=((ulong)x[1])&VARNBITS;
     109     1557960 :   for(i=2, k=1,j=BITS_IN_LONG;i<lg(x);i++,j++)
     110             :   {
     111     1210571 :     if (j==BITS_IN_LONG)
     112             :     {
     113      331398 :       j=0; k++; z[k]=0;
     114             :     }
     115     1210571 :     if (mpodd(gel(x,i)))
     116      780510 :       z[k]|=1UL<<j;
     117             :   }
     118      347389 :   return F2x_renormalize(z,l);
     119             : }
     120             : 
     121             : GEN
     122       93631 : Flx_to_F2x(GEN x)
     123             : {
     124       93631 :   long l=nbits2lg(lgpol(x));
     125       93631 :   GEN z=cgetg(l,t_VECSMALL);
     126             :   long i,j,k;
     127       93645 :   z[1]=x[1];
     128     3154307 :   for(i=2, k=1,j=BITS_IN_LONG;i<lg(x);i++,j++)
     129             :   {
     130     3060662 :     if (j==BITS_IN_LONG)
     131             :     {
     132      110231 :       j=0; k++; z[k]=0;
     133             :     }
     134     3060662 :     if (x[i]&1UL)
     135     1564109 :       z[k]|=1UL<<j;
     136             :   }
     137       93645 :   return F2x_renormalize(z,l);
     138             : }
     139             : 
     140             : GEN
     141     1502818 : F2x_to_F2v(GEN x, long N)
     142             : {
     143     1502818 :   long i, l = lg(x);
     144     1502818 :   long n = nbits2lg(N);
     145     1502802 :   GEN z = cgetg(n,t_VECSMALL);
     146     1502814 :   z[1] = N;
     147     1502814 :   for (i=2; i<l ; i++) z[i]=x[i];
     148     1502814 :   for (   ; i<n; i++) z[i]=0;
     149     1502814 :   return z;
     150             : }
     151             : 
     152             : GEN
     153        1183 : RgX_to_F2x(GEN x)
     154             : {
     155        1183 :   long l=nbits2lg(lgpol(x));
     156        1183 :   GEN z=cgetg(l,t_VECSMALL);
     157             :   long i,j,k;
     158        1183 :   z[1]=((ulong)x[1])&VARNBITS;
     159        3654 :   for(i=2, k=1,j=BITS_IN_LONG;i<lg(x);i++,j++)
     160             :   {
     161        2471 :     if (j==BITS_IN_LONG)
     162             :     {
     163        1169 :       j=0; k++; z[k]=0;
     164             :     }
     165        2471 :     if (Rg_to_F2(gel(x,i)))
     166        1204 :       z[k]|=1UL<<j;
     167             :   }
     168        1183 :   return F2x_renormalize(z,l);
     169             : }
     170             : 
     171             : /* If x is a POLMOD, assume modulus is a multiple of T. */
     172             : GEN
     173     1162839 : Rg_to_F2xq(GEN x, GEN T)
     174             : {
     175     1162839 :   long ta, tx = typ(x), v = T[1];
     176             :   GEN a, b;
     177     1162839 :   if (is_const_t(tx))
     178             :   {
     179     1161810 :     if (tx == t_FFELT) return FF_to_F2xq(x);
     180      244455 :     return Rg_to_F2(x)? pol1_F2x(v): pol0_F2x(v);
     181             :   }
     182        1029 :   switch(tx)
     183             :   {
     184             :     case t_POLMOD:
     185           0 :       b = gel(x,1);
     186           0 :       a = gel(x,2); ta = typ(a);
     187           0 :       if (is_const_t(ta)) return Rg_to_F2(a)? pol1_F2x(v): pol0_F2x(v);
     188           0 :       b = RgX_to_F2x(b); if (b[1] != v) break;
     189           0 :       a = RgX_to_F2x(a); if (F2x_equal(b,T)) return a;
     190           0 :       if (lgpol(F2x_rem(b,T))==0) return F2x_rem(a, T);
     191           0 :       break;
     192             :     case t_POL:
     193        1029 :       x = RgX_to_F2x(x);
     194        1029 :       if (x[1] != v) break;
     195        1029 :       return F2x_rem(x, T);
     196             :     case t_RFRAC:
     197           0 :       a = Rg_to_F2xq(gel(x,1), T);
     198           0 :       b = Rg_to_F2xq(gel(x,2), T);
     199           0 :       return F2xq_div(a,b, T);
     200             :   }
     201           0 :   pari_err_TYPE("Rg_to_F2xq",x);
     202             :   return NULL; /* LCOV_EXCL_LINE */
     203             : }
     204             : 
     205             : ulong
     206         245 : F2x_eval(GEN P, ulong x)
     207             : {
     208         245 :   if (odd(x))
     209             :   {
     210         133 :     long i, lP = lg(P);
     211         133 :     ulong c = 0;
     212         266 :     for (i=2; i<lP; i++)
     213         133 :       c ^= P[i];
     214             : #ifdef LONG_IS_64BIT
     215         114 :     c ^= c >> 32;
     216             : #endif
     217         133 :     c ^= c >> 16;
     218         133 :     c ^= c >>  8;
     219         133 :     c ^= c >>  4;
     220         133 :     c ^= c >>  2;
     221         133 :     c ^= c >>  1;
     222         133 :     return c & 1;
     223             :   }
     224         112 :   else return F2x_coeff(P,0);
     225             : }
     226             : 
     227             : GEN
     228    30093118 : F2x_add(GEN x, GEN y)
     229             : {
     230             :   long i,lz;
     231             :   GEN z;
     232    30093118 :   long lx=lg(x);
     233    30093118 :   long ly=lg(y);
     234    30093118 :   if (ly>lx) swapspec(x,y, lx,ly);
     235    30093118 :   lz = lx; z = cgetg(lz, t_VECSMALL); z[1]=x[1];
     236    30116031 :   for (i=2; i<ly; i++) z[i] = x[i]^y[i];
     237    30116031 :   for (   ; i<lx; i++) z[i] = x[i];
     238    30116031 :   return F2x_renormalize(z, lz);
     239             : }
     240             : 
     241             : static GEN
     242       46088 : F2x_addspec(GEN x, GEN y, long lx, long ly)
     243             : {
     244             :   long i,lz;
     245             :   GEN z;
     246             : 
     247       46088 :   if (ly>lx) swapspec(x,y, lx,ly);
     248       46088 :   lz = lx+2; z = cgetg(lz, t_VECSMALL) + 2;
     249      144758 :   for (i=0; i<ly-3; i+=4)
     250             :   {
     251       98670 :     z[i] = x[i]^y[i];
     252       98670 :     z[i+1] = x[i+1]^y[i+1];
     253       98670 :     z[i+2] = x[i+2]^y[i+2];
     254       98670 :     z[i+3] = x[i+3]^y[i+3];
     255             :   }
     256       74084 :   for (; i<ly; i++)
     257       27996 :     z[i] = x[i]^y[i];
     258       46088 :   for (   ; i<lx; i++) z[i] = x[i];
     259       46088 :   z -= 2; return F2x_renormalize(z, lz);
     260             : }
     261             : 
     262             : GEN
     263      189968 : F2x_1_add(GEN y)
     264             : {
     265             :   GEN z;
     266             :   long lz, i;
     267      189968 :   if (!lgpol(y))
     268       90162 :     return pol1_F2x(y[1]);
     269       99806 :   lz=lg(y);
     270       99806 :   z=cgetg(lz,t_VECSMALL);
     271       99806 :   z[1] = y[1];
     272       99806 :   z[2] = y[2]^1UL;
     273       99806 :   for(i=3;i<lz;i++)
     274           0 :     z[i] = y[i];
     275       99806 :   if (lz==3) z = F2x_renormalize(z,lz);
     276       99806 :   return z;
     277             : }
     278             : 
     279             : INLINE void
     280   161136902 : F2x_addshiftipspec(GEN x, GEN y, long ny, ulong db)
     281             : {
     282             :   long i;
     283   161136902 :   if (db)
     284             :   {
     285   137834462 :     ulong dc=BITS_IN_LONG-db;
     286   137834462 :     ulong r=0, yi;
     287   220385977 :     for(i=0; i<ny-3; i+=4)
     288             :     {
     289    82551515 :       yi = uel(y,i);   x[i]   ^= (yi<<db)|r; r = yi>>dc;
     290    82551515 :       yi = uel(y,i+1); x[i+1] ^= (yi<<db)|r; r = yi>>dc;
     291    82551515 :       yi = uel(y,i+2); x[i+2] ^= (yi<<db)|r; r = yi>>dc;
     292    82551515 :       yi = uel(y,i+3); x[i+3] ^= (yi<<db)|r; r = yi>>dc;
     293             :     }
     294   265128590 :     for(  ; i<ny; i++)
     295             :     {
     296   127294128 :       ulong yi = uel(y,i); x[i] ^= (yi<<db)|r; r = yi>>dc;
     297             :     }
     298   137834462 :     if (r) x[i] ^= r;
     299             :   }
     300             :   else
     301             :   {
     302    26711023 :     for(i=0; i<ny-3; i+=4)
     303             :     {
     304     3408583 :       x[i]   ^= y[i];
     305     3408583 :       x[i+1] ^= y[i+1];
     306     3408583 :       x[i+2] ^= y[i+2];
     307     3408583 :       x[i+3] ^= y[i+3];
     308             :     }
     309    49436174 :     for(   ; i<ny; i++)
     310    26133734 :       x[i] ^= y[i];
     311             :   }
     312   161136902 : }
     313             : 
     314             : INLINE void
     315   128755414 : F2x_addshiftip(GEN x, GEN y, ulong d)
     316             : {
     317   128755414 :   ulong db, dl=dvmduBIL(d, &db);
     318   128424899 :   F2x_addshiftipspec(x+2+dl, y+2, lgpol(y), db);
     319   128723954 : }
     320             : 
     321             : static GEN
     322    17853253 : F2x_mul1(ulong x, ulong y)
     323             : {
     324    17853253 :   ulong x1=(x&HIGHMASK)>>BITS_IN_HALFULONG;
     325    17853253 :   ulong x2=x&LOWMASK;
     326    17853253 :   ulong y1=(y&HIGHMASK)>>BITS_IN_HALFULONG;
     327    17853253 :   ulong y2=y&LOWMASK;
     328             :   ulong r1,r2,rr;
     329             :   GEN z;
     330             :   ulong i;
     331    17853253 :   rr=r1=r2=0UL;
     332    17853253 :   if (x2)
     333   551538818 :     for(i=0;i<BITS_IN_HALFULONG;i++)
     334   533722345 :       if (x2&(1UL<<i))
     335             :       {
     336    46797051 :         r2^=y2<<i;
     337    46797051 :         rr^=y1<<i;
     338             :       }
     339    17853253 :   if (x1)
     340     3180736 :     for(i=0;i<BITS_IN_HALFULONG;i++)
     341     3070011 :       if (x1&(1UL<<i))
     342             :       {
     343      872332 :         r1^=y1<<i;
     344      872332 :         rr^=y2<<i;
     345             :       }
     346    17853253 :   r2^=(rr&LOWMASK)<<BITS_IN_HALFULONG;
     347    17853253 :   r1^=(rr&HIGHMASK)>>BITS_IN_HALFULONG;
     348    17853253 :   z=cgetg((r1?4:3),t_VECSMALL);
     349    17853089 :   z[2]=r2;
     350    17853089 :   if (r1) z[3]=r1;
     351    17853089 :   return z;
     352             : }
     353             : 
     354             : static GEN
     355     5075739 : F2x_mulspec_basecase(GEN x, GEN y, long nx, long ny)
     356             : {
     357             :   long l, i, j;
     358             :   GEN z;
     359     5075739 :   l = nx + ny;
     360     5075739 :   z = zero_Flv(l+1);
     361     5749637 :   for(i=0; i < ny-1; i++)
     362             :   {
     363      673350 :     GEN zi = z+2+i;
     364      673350 :     ulong yi = uel(y,i);
     365      673350 :     if (yi)
     366    37602960 :       for(j=0; j < BITS_IN_LONG; j++)
     367    36929821 :         if (yi&(1UL<<j)) F2x_addshiftipspec(zi,x,nx,j);
     368             :   }
     369             :   {
     370     5076287 :     GEN zi = z+2+i;
     371     5076287 :     ulong yi = uel(y,i);
     372     5076287 :     long c = BITS_IN_LONG-bfffo(yi);
     373    31459999 :     for(j=0; j < c; j++)
     374    26384197 :       if (yi&(1UL<<j)) F2x_addshiftipspec(zi,x,nx,j);
     375             :   }
     376     5075802 :   return F2x_renormalize(z, l+2);
     377             : }
     378             : 
     379             : static GEN
     380       30514 : F2x_addshift(GEN x, GEN y, long d)
     381             : {
     382       30514 :   GEN xd,yd,zd = (GEN)avma;
     383       30514 :   long a,lz,ny = lgpol(y), nx = lgpol(x);
     384       30514 :   long vs = x[1];
     385             : 
     386       30514 :   x += 2; y += 2; a = ny-d;
     387       30514 :   if (a <= 0)
     388             :   {
     389        2112 :     lz = (a>nx)? ny+2: nx+d+2;
     390        2112 :     (void)new_chunk(lz); xd = x+nx; yd = y+ny;
     391        2112 :     while (xd > x) *--zd = *--xd;
     392        2112 :     x = zd + a;
     393        2112 :     while (zd > x) *--zd = 0;
     394             :   }
     395             :   else
     396             :   {
     397       28402 :     xd = new_chunk(d); yd = y+d;
     398       28402 :     x = F2x_addspec(x,yd,nx,a);
     399       28402 :     lz = (a>nx)? ny+2: lg(x)+d;
     400       28402 :     x += 2; while (xd > x) *--zd = *--xd;
     401             :   }
     402       30514 :   while (yd > y) *--zd = *--yd;
     403       30514 :   *--zd = vs;
     404       30514 :   *--zd = evaltyp(t_VECSMALL) | evallg(lz); return zd;
     405             : }
     406             : 
     407             : /* shift polynomial + gerepile */
     408             : /* Do not set evalvarn. Cf Flx_shiftip */
     409             : static GEN
     410    22950413 : F2x_shiftip(pari_sp av, GEN x, long v)
     411             : {
     412    22950413 :   long i, lx = lg(x), ly;
     413             :   GEN y;
     414    22950413 :   if (!v || lx==2) return gerepileuptoleaf(av, x);
     415       27464 :   ly = lx + v;
     416       27464 :   (void)new_chunk(ly); /* check that result fits */
     417       27464 :   x += lx; y = (GEN)av;
     418       27464 :   for (i = 2; i<lx; i++) *--y = *--x;
     419       27464 :   for (i = 0; i< v; i++) *--y = 0;
     420       27464 :   y -= 2; y[0] = evaltyp(t_VECSMALL) | evallg(ly);
     421       27464 :   avma = (pari_sp)y; return y;
     422             : }
     423             : 
     424             : /* fast product (Karatsuba) of polynomials a,b. These are not real GENs, a+2,
     425             :  * b+2 were sent instead. na, nb = number of terms of a, b.
     426             :  * Only c, c0, c1, c2 are genuine GEN.
     427             :  */
     428             : static GEN
     429    27355082 : F2x_mulspec(GEN a, GEN b, long na, long nb)
     430             : {
     431             :   GEN a0,c,c0;
     432    27355082 :   long n0, n0a, i, v = 0;
     433             :   pari_sp av;
     434             : 
     435    27355082 :   while (na && !a[0]) { a++; na-=1; v++; }
     436    27355082 :   while (nb && !b[0]) { b++; nb-=1; v++; }
     437    27355082 :   if (na < nb) swapspec(a,b, na,nb);
     438    27355082 :   if (!nb) return pol0_F2x(0);
     439             : 
     440    22950321 :   av = avma;
     441    22950321 :   if (na == 1)
     442    17852918 :     return F2x_shiftip(av, F2x_mul1(*a,*b), v);
     443     5097403 :   if (na < F2x_MUL_KARATSUBA_LIMIT)
     444     5075732 :     return F2x_shiftip(av, F2x_mulspec_basecase(a, b, na, nb), v);
     445       21671 :   i=(na>>1); n0=na-i; na=i;
     446       21671 :   a0=a+n0; n0a=n0;
     447       21671 :   while (n0a && !a[n0a-1]) n0a--;
     448             : 
     449       21671 :   if (nb > n0)
     450             :   {
     451             :     GEN b0,c1,c2;
     452             :     long n0b;
     453             : 
     454        8843 :     nb -= n0; b0 = b+n0; n0b = n0;
     455        8843 :     while (n0b && !b[n0b-1]) n0b--;
     456        8843 :     c =  F2x_mulspec(a,b,n0a,n0b);
     457        8843 :     c0 = F2x_mulspec(a0,b0,na,nb);
     458             : 
     459        8843 :     c2 = F2x_addspec(a0,a,na,n0a);
     460        8843 :     c1 = F2x_addspec(b0,b,nb,n0b);
     461             : 
     462        8843 :     c1 = F2x_mul(c1,c2);
     463        8843 :     c2 = F2x_add(c0,c);
     464             : 
     465        8843 :     c2 = F2x_add(c1,c2);
     466        8843 :     c0 = F2x_addshift(c0,c2,n0);
     467             :   }
     468             :   else
     469             :   {
     470       12828 :     c  = F2x_mulspec(a,b,n0a,nb);
     471       12828 :     c0 = F2x_mulspec(a0,b,na,nb);
     472             :   }
     473       21671 :   c0 = F2x_addshift(c0,c,n0);
     474       21671 :   return F2x_shiftip(av,c0, v);
     475             : }
     476             : 
     477             : GEN
     478    27311522 : F2x_mul(GEN x, GEN y)
     479             : {
     480    27311522 :   GEN z = F2x_mulspec(x+2,y+2, lgpol(x),lgpol(y));
     481    27311897 :   z[1] = x[1]; return z;
     482             : }
     483             : 
     484             : GEN
     485     8090545 : F2x_sqr(GEN x)
     486             : {
     487     8090545 :   const ulong sq[]={0,1,4,5,16,17,20,21,64,65,68,69,80,81,84,85};
     488             :   long i,ii,j,jj;
     489     8090545 :   long lx=lg(x), lz=2+((lx-2)<<1);
     490             :   GEN z;
     491     8090545 :   z = cgetg(lz, t_VECSMALL); z[1]=x[1];
     492    16356124 :   for (j=2,jj=2;j<lx;j++,jj++)
     493             :   {
     494     8203585 :     ulong x1=((ulong)x[j]&HIGHMASK)>>BITS_IN_HALFULONG;
     495     8203585 :     ulong x2=(ulong)x[j]&LOWMASK;
     496     8203585 :     z[jj]=0;
     497     8203585 :     if (x2)
     498    68729432 :       for(i=0,ii=0;i<BITS_IN_HALFULONG;i+=4,ii+=8)
     499    60559887 :         z[jj]|=sq[(x2>>i)&15UL]<<ii;
     500     8203585 :     z[++jj]=0;
     501     8203585 :     if (x1)
     502     5773007 :       for(i=0,ii=0;i<BITS_IN_HALFULONG;i+=4,ii+=8)
     503     5017446 :         z[jj]|=sq[(x1>>i)&15UL]<<ii;
     504             :   }
     505     8152539 :   return F2x_renormalize(z, lz);
     506             : }
     507             : 
     508             : static GEN
     509      136387 : F2x_pow2n(GEN x, long n)
     510             : {
     511             :   long i;
     512      409181 :   for(i=1;i<=n;i++)
     513      272732 :     x = F2x_sqr(x);
     514      136449 :   return x;
     515             : }
     516             : 
     517             : int
     518       37045 : F2x_issquare(GEN x)
     519             : {
     520       37045 :   const ulong mask = (ULONG_MAX/3UL)*2;
     521       37045 :   ulong i, lx = lg(x);
     522       74062 :   for (i=2; i<lx; i++)
     523       37045 :     if ((x[i]&mask)) return 0;
     524       37017 :   return 1;
     525             : }
     526             : 
     527             : /* Assume x is a perfect square */
     528             : GEN
     529       96031 : F2x_sqrt(GEN x)
     530             : {
     531       96031 :   const ulong sq[]={0,1,4,5,2,3,6,7,8,9,12,13,10,11,14,15};
     532             :   long i,ii,j,jj;
     533       96031 :   long lx=lg(x), lz=2+((lx-1)>>1);
     534             :   GEN z;
     535       96031 :   z = cgetg(lz, t_VECSMALL); z[1]=x[1];
     536      192108 :   for (j=2,jj=2;jj<lz;j++,jj++)
     537             :   {
     538       96063 :     ulong x2=x[j++];
     539       96063 :     z[jj]=0;
     540       96063 :     if (x2)
     541      810706 :       for(i=0,ii=0;ii<BITS_IN_HALFULONG;i+=8,ii+=4)
     542             :       {
     543      714642 :         ulong rl = (x2>>i)&15UL, rh = (x2>>(i+4))&15UL;
     544      714642 :         z[jj]|=sq[rl|(rh<<1)]<<ii;
     545             :       }
     546       96063 :     if (j<lx)
     547             :     {
     548         260 :       x2 = x[j];
     549         260 :       if (x2)
     550        1777 :         for(i=0,ii=0;ii<BITS_IN_HALFULONG;i+=8,ii+=4)
     551             :         {
     552        1532 :           ulong rl = (x2>>i)&15UL, rh = (x2>>(i+4))&15UL;
     553        1532 :           z[jj]|=(sq[rl|(rh<<1)]<<ii)<<BITS_IN_HALFULONG;
     554             :         }
     555             :     }
     556             :   }
     557       96045 :   return F2x_renormalize(z, lz);
     558             : }
     559             : 
     560             : static GEN
     561         660 : F2x_shiftneg(GEN y, ulong d)
     562             : {
     563         660 :   long db, dl=dvmdsBIL(d, &db);
     564         660 :   long i, ly = lg(y), lx = ly-dl;
     565         660 :   GEN x = cgetg(lx, t_VECSMALL);
     566         660 :   x[1] = y[1];
     567         660 :   if (db)
     568             :   {
     569         660 :     ulong dc=BITS_IN_LONG-db;
     570         660 :     ulong r=0;
     571        1320 :     for(i=lx-1; i>=2; i--)
     572             :     {
     573         660 :       x[i] = (((ulong)y[i+dl])>>db)|r;
     574         660 :       r = ((ulong)y[i+dl])<<dc;
     575             :     }
     576             :   }
     577             :   else
     578           0 :     for(i=2; i<lx; i++)
     579           0 :       x[i] = y[i+dl];
     580         660 :   return F2x_renormalize(x,lx);
     581             : }
     582             : 
     583             : static GEN
     584      240040 : F2x_shiftpos(GEN y, ulong d)
     585             : {
     586      240040 :   long db, dl=dvmdsBIL(d, &db);
     587      239845 :   long i, ly = lg(y), lx = ly+dl+(!!db);
     588      239845 :   GEN x = cgetg(lx, t_VECSMALL);
     589      240035 :   x[1] = y[1]; for(i=0; i<dl; i++) x[i+2] = 0;
     590      240035 :   if (db)
     591             :   {
     592      240007 :     ulong dc=BITS_IN_LONG-db;
     593      240007 :     ulong r=0;
     594      482336 :     for(i=2; i<ly; i++)
     595             :     {
     596      242329 :       x[i+dl] = (((ulong)y[i])<<db)|r;
     597      242329 :       r = ((ulong)y[i])>>dc;
     598             :     }
     599      240007 :     x[i+dl] = r;
     600             :   }
     601             :   else
     602          42 :     for(i=2; i<ly; i++)
     603          14 :       x[i+dl] = y[i];
     604      240035 :   return F2x_renormalize(x,lx);
     605             : }
     606             : 
     607             : GEN
     608      240696 : F2x_shift(GEN y, long d)
     609             : {
     610      240696 :   return d<0 ? F2x_shiftneg(y,-d): F2x_shiftpos(y,d);
     611             : }
     612             : 
     613             : GEN
     614         945 : F2x_get_red(GEN T)
     615             : {
     616         945 :   return T;
     617             : }
     618             : 
     619             : /* separate from F2x_divrem for maximal speed. */
     620             : GEN
     621    47278833 : F2x_rem(GEN x, GEN y)
     622             : {
     623             :   long dx,dy;
     624    47278833 :   long lx=lg(x);
     625    47278833 :   dy = F2x_degree(y); if (!dy) return pol0_F2x(x[1]);
     626    45277964 :   dx = F2x_degree_lg(x,lx);
     627    44815999 :   x  = F2x_copy(x);
     628   195153494 :   while (dx>=dy)
     629             :   {
     630   105128008 :     F2x_addshiftip(x,y,dx-dy);
     631   104878032 :     while (lx>2 && x[lx-1]==0) lx--;
     632   104878032 :     dx = F2x_degree_lg(x,lx);
     633             :   }
     634    44994623 :   return F2x_renormalize(x, lx);
     635             : }
     636             : 
     637             : GEN
     638    13094915 : F2x_divrem(GEN x, GEN y, GEN *pr)
     639             : {
     640    13094915 :   long dx, dy, dz, lx = lg(x), vs = x[1];
     641             :   GEN z;
     642             : 
     643    13094915 :   dy = F2x_degree(y);
     644    13098171 :   if (dy<0) pari_err_INV("F2x_divrem",y);
     645    13112066 :   if (pr == ONLY_REM) return F2x_rem(x, y);
     646    13112066 :   if (!dy)
     647             :   {
     648     3348575 :     z = F2x_copy(x);
     649     3351214 :     if (pr && pr != ONLY_DIVIDES) *pr = pol0_F2x(vs);
     650     3351214 :     return z;
     651             :   }
     652     9763491 :   dx = F2x_degree_lg(x,lx);
     653     9762447 :   dz = dx-dy;
     654     9762447 :   if (dz < 0)
     655             :   {
     656          14 :     if (pr == ONLY_DIVIDES) return dx < 0? F2x_copy(x): NULL;
     657          14 :     z = pol0_F2x(vs);
     658          14 :     if (pr) *pr = F2x_copy(x);
     659          14 :     return z;
     660             :   }
     661     9762433 :   z = zero_zv(lg(x)-lg(y)+2); z[1] = vs;
     662     9763749 :   x = F2x_copy(x);
     663    41911868 :   while (dx>=dy)
     664             :   {
     665    22386385 :     F2x_set(z,dx-dy);
     666    22350891 :     F2x_addshiftip(x,y,dx-dy);
     667    22336168 :     while (lx>2 && x[lx-1]==0) lx--;
     668    22336168 :     dx = F2x_degree_lg(x,lx);
     669             :   }
     670     9761958 :   z = F2x_renormalize(z, lg(z));
     671     9763299 :   if (!pr) { cgiv(x); return z; }
     672     9153543 :   x = F2x_renormalize(x, lx);
     673     9153539 :   if (pr == ONLY_DIVIDES) {
     674           0 :     if (lg(x) == 2) { cgiv(x); return z; }
     675           0 :     avma = (pari_sp)(z + lg(z)); return NULL;
     676             :   }
     677     9153539 :   *pr = x; return z;
     678             : }
     679             : 
     680             : long
     681       11697 : F2x_valrem(GEN x, GEN *Z)
     682             : {
     683       11697 :   long v, v2, i, l=lg(x);
     684             :   GEN y;
     685       11697 :   if (l==2) { *Z = F2x_copy(x); return LONG_MAX; }
     686       11697 :   for (i=2; i<l && x[i]==0; i++) /*empty*/;
     687       11697 :   v = i-2;
     688       11697 :   v2 = (i < l)? vals(x[i]): 0;
     689       11698 :   if (v+v2 == 0) { *Z = x; return 0; }
     690        3488 :   l -= i-2;
     691        3488 :   y = cgetg(l, t_VECSMALL); y[1] = x[1];
     692        3488 :   if (v2 == 0)
     693           0 :     for (i=2; i<l; i++) y[i] = x[i+v];
     694        3488 :   else if (l == 3)
     695        3470 :     y[2] = ((ulong)x[2+v]) >> v2;
     696             :   else
     697             :   {
     698          18 :     const ulong sh = BITS_IN_LONG - v2;
     699          18 :     ulong r = x[2+v];
     700          36 :     for (i=3; i<l; i++)
     701             :     {
     702          18 :       y[i-1] = (x[i+v] << sh) | (r >> v2);
     703          18 :       r = x[i+v];
     704             :     }
     705          18 :     y[l-1] = r >> v2;
     706          18 :     (void)F2x_renormalize(y,l);
     707             :   }
     708        3488 :   *Z = y; return (v << TWOPOTBITS_IN_LONG) + v2;
     709             : }
     710             : 
     711             : GEN
     712           0 : F2x_deflate(GEN x, long d)
     713             : {
     714             :   GEN y;
     715           0 :   long i,id, dy, dx = F2x_degree(x);
     716           0 :   if (d <= 1) return F2x_copy(x);
     717           0 :   if (dx < 0) return F2x_copy(x);
     718           0 :   dy = dx/d; /* dy+1 coefficients + 1 extra word for variable */
     719           0 :   y = zero_zv(nbits2lg(dy+1)-1); y[1] = x[1];
     720           0 :   for (i=id=0; i<=dy; i++,id+=d)
     721           0 :     if (F2x_coeff(x,id)) F2x_set(y, i);
     722           0 :   return y;
     723             : }
     724             : 
     725             : /* write p(X) = e(X^2) + Xo(X^2), shallow function */
     726             : void
     727       49758 : F2x_even_odd(GEN p, GEN *pe, GEN *po)
     728             : {
     729       49758 :   long n = F2x_degree(p), n0, n1, i;
     730             :   GEN p0, p1;
     731             : 
     732       49760 :   if (n <= 0) { *pe = F2x_copy(p); *po = pol0_F2x(p[1]); return; }
     733             : 
     734       46113 :   n0 = (n>>1)+1; n1 = n+1 - n0; /* n1 <= n0 <= n1+1 */
     735       46113 :   p0 = zero_zv(nbits2lg(n0+1)-1); p0[1] = p[1];
     736       46123 :   p1 = zero_zv(nbits2lg(n1+1)-1); p1[1] = p[1];
     737     1451953 :   for (i=0; i<n1; i++)
     738             :   {
     739     1405829 :     if (F2x_coeff(p,i<<1)) F2x_set(p0,i);
     740     1405505 :     if (F2x_coeff(p,1+(i<<1))) F2x_set(p1,i);
     741             :   }
     742       46124 :   if (n1 != n0 && F2x_coeff(p,i<<1)) F2x_set(p0,i);
     743       46124 :   *pe = F2x_renormalize(p0,lg(p0));
     744       46120 :   *po = F2x_renormalize(p1,lg(p1));
     745             : }
     746             : 
     747             : GEN
     748      855379 : F2x_deriv(GEN z)
     749             : {
     750      855379 :   const ulong mask = ULONG_MAX/3UL;
     751      855379 :   long i,l = lg(z);
     752      855379 :   GEN x = cgetg(l, t_VECSMALL); x[1] = z[1];
     753      855502 :   for (i=2; i<l; i++) x[i] = (((ulong)z[i])>>1)&mask;
     754      855502 :   return F2x_renormalize(x,l);
     755             : }
     756             : 
     757             : GEN
     758     2838568 : F2x_gcd(GEN a, GEN b)
     759             : {
     760     2838568 :   pari_sp av = avma;
     761     2838568 :   if (lg(b) > lg(a)) swap(a, b);
     762    24546989 :   while (lgpol(b))
     763             :   {
     764    18830894 :     GEN c = F2x_rem(a,b);
     765    18869853 :     a = b; b = c;
     766    18869853 :     if (gc_needed(av,2))
     767             :     {
     768           0 :       if (DEBUGMEM>1) pari_warn(warnmem,"F2x_gcd (d = %ld)",F2x_degree(c));
     769           0 :       gerepileall(av,2, &a,&b);
     770             :     }
     771             :   }
     772     2832298 :   if (gc_needed(av,2)) a = gerepileuptoleaf(av, a);
     773     2832298 :   return a;
     774             : }
     775             : 
     776             : GEN
     777     1362140 : F2x_extgcd(GEN a, GEN b, GEN *ptu, GEN *ptv)
     778             : {
     779     1362140 :   pari_sp av=avma;
     780             :   GEN u,v,d,d1,v1;
     781     1362140 :   long vx = a[1];
     782     1362140 :   d = a; d1 = b;
     783     1362140 :   v = pol0_F2x(vx); v1 = pol1_F2x(vx);
     784    13231991 :   while (lgpol(d1))
     785             :   {
     786    10507711 :     GEN r, q = F2x_divrem(d,d1, &r);
     787    10507707 :     v = F2x_add(v,F2x_mul(q,v1));
     788    10507711 :     u=v; v=v1; v1=u;
     789    10507711 :     u=r; d=d1; d1=u;
     790    10507711 :     if (gc_needed(av,2))
     791             :     {
     792           0 :       if (DEBUGMEM>1) pari_warn(warnmem,"F2x_extgcd (d = %ld)",F2x_degree(d));
     793           0 :       gerepileall(av,5, &d,&d1,&u,&v,&v1);
     794             :     }
     795             :   }
     796     1362140 :   if (ptu) *ptu = F2x_div(F2x_add(d, F2x_mul(b,v)), a);
     797     1362140 :   *ptv = v;
     798     1362140 :   if (gc_needed(av,2)) gerepileall(av,ptu?3:2,&d,ptv,ptu);
     799     1362140 :   return d;
     800             : }
     801             : 
     802             : static GEN
     803         486 : F2x_halfgcd_i(GEN a, GEN b)
     804             : {
     805         486 :   pari_sp av=avma;
     806             :   GEN u,u1,v,v1;
     807         486 :   long vx = a[1];
     808         486 :   long n = (F2x_degree(a)+1)>>1;
     809         486 :   u1 = v = pol0_F2x(vx);
     810         486 :   u = v1 = pol1_F2x(vx);
     811        8387 :   while (F2x_degree(b)>=n)
     812             :   {
     813        7415 :     GEN r, q = F2x_divrem(a,b, &r);
     814        7415 :     a = b; b = r; swap(u,u1); swap(v,v1);
     815        7415 :     u1 = F2x_add(u1, F2x_mul(u, q));
     816        7415 :     v1 = F2x_add(v1, F2x_mul(v, q));
     817        7415 :     if (gc_needed(av,2))
     818             :     {
     819           0 :       if (DEBUGMEM>1) pari_warn(warnmem,"F2x_halfgcd (d = %ld)",F2x_degree(b));
     820           0 :       gerepileall(av,6, &a,&b,&u1,&v1,&u,&v);
     821             :     }
     822             :   }
     823         486 :   return gerepilecopy(av, mkmat2(mkcol2(u,u1), mkcol2(v,v1)));
     824             : }
     825             : 
     826             : GEN
     827         486 : F2x_halfgcd(GEN x, GEN y)
     828             : {
     829             :   pari_sp av;
     830             :   GEN M,q,r;
     831         486 :   if (F2x_degree(y)<F2x_degree(x)) return F2x_halfgcd_i(x,y);
     832         486 :   av = avma;
     833         486 :   q = F2x_divrem(y,x,&r);
     834         486 :   M = F2x_halfgcd_i(x,r);
     835         486 :   gcoeff(M,1,1) = F2x_add(gcoeff(M,1,1), F2x_mul(q, gcoeff(M,1,2)));
     836         486 :   gcoeff(M,2,1) = F2x_add(gcoeff(M,2,1), F2x_mul(q, gcoeff(M,2,2)));
     837         486 :   return gerepilecopy(av, M);
     838             : }
     839             : 
     840             : GEN
     841     8954255 : F2xq_mul(GEN x,GEN y,GEN pol)
     842             : {
     843     8954255 :   GEN z = F2x_mul(x,y);
     844     8954587 :   return F2x_rem(z,pol);
     845             : }
     846             : 
     847             : GEN
     848     7826085 : F2xq_sqr(GEN x,GEN pol)
     849             : {
     850     7826085 :   GEN z = F2x_sqr(x);
     851     7854676 :   return F2x_rem(z,pol);
     852             : }
     853             : 
     854             : GEN
     855     1362140 : F2xq_invsafe(GEN x, GEN T)
     856             : {
     857     1362140 :   GEN V, z = F2x_extgcd(T, x, NULL, &V);
     858     1362140 :   if (F2x_degree(z)) return NULL;
     859     1362070 :   return V;
     860             : }
     861             : 
     862             : GEN
     863     1362133 : F2xq_inv(GEN x,GEN T)
     864             : {
     865     1362133 :   pari_sp av=avma;
     866     1362133 :   GEN U = F2xq_invsafe(x, T);
     867     1362133 :   if (!U) pari_err_INV("F2xq_inv", F2x_to_ZX(x));
     868     1362063 :   return gerepileuptoleaf(av, U);
     869             : }
     870             : 
     871             : GEN
     872      575395 : F2xq_div(GEN x,GEN y,GEN T)
     873             : {
     874      575395 :   pari_sp av = avma;
     875      575395 :   return gerepileuptoleaf(av, F2xq_mul(x,F2xq_inv(y,T),T));
     876             : }
     877             : 
     878             : static GEN
     879      550485 : _F2xq_red(void *E, GEN x)
     880      550485 : { return F2x_rem(x, (GEN)E); }
     881             : static GEN
     882     1425939 : _F2xq_add(void *E, GEN x, GEN y)
     883     1425939 : { (void)E; return F2x_add(x,y); }
     884             : 
     885             : static GEN
     886     1808775 : _F2xq_cmul(void *E, GEN P, long a, GEN x)
     887             : {
     888     1808775 :   GEN pol = (GEN) E;
     889     1808775 :   return F2x_coeff(P,a) ? x: pol0_F2x(pol[1]);
     890             : }
     891             : static GEN
     892      853072 : _F2xq_sqr(void *E, GEN x)
     893      853072 : { return F2xq_sqr(x, (GEN) E); }
     894             : 
     895             : static GEN
     896     1545426 : _F2xq_mul(void *E, GEN x, GEN y)
     897     1545426 : { return F2xq_mul(x,y, (GEN) E); }
     898             : 
     899             : static GEN
     900      883098 : _F2xq_one(void *E)
     901             : {
     902      883098 :   GEN pol = (GEN) E;
     903      883098 :   return pol1_F2x(pol[1]);
     904             : }
     905             : static GEN
     906      259889 : _F2xq_zero(void *E)
     907             : {
     908      259889 :   GEN pol = (GEN) E;
     909      259889 :   return pol0_F2x(pol[1]);
     910             : }
     911             : 
     912             : GEN
     913      404993 : F2xq_pow(GEN x, GEN n, GEN pol)
     914             : {
     915      404993 :   pari_sp av=avma;
     916             :   GEN y;
     917             : 
     918      404993 :   if (!signe(n)) return pol1_F2x(x[1]);
     919      397202 :   if (is_pm1(n)) /* +/- 1 */
     920      201244 :     return (signe(n) < 0)? F2xq_inv(x,pol): F2x_copy(x);
     921             : 
     922      195958 :   if (signe(n) < 0) x = F2xq_inv(x,pol);
     923      195958 :   y = gen_pow(x, n, (void*)pol, &_F2xq_sqr, &_F2xq_mul);
     924      195958 :   return gerepileupto(av, y);
     925             : }
     926             : 
     927             : GEN
     928           0 : F2xq_powu(GEN x, ulong n, GEN pol)
     929             : {
     930           0 :   pari_sp av=avma;
     931             :   GEN y;
     932           0 :   switch(n)
     933             :   {
     934           0 :     case 0: return pol1_F2x(x[1]);
     935           0 :     case 1: return F2x_copy(x);
     936           0 :     case 2: return F2xq_sqr(x,pol);
     937             :   }
     938           0 :   y = gen_powu(x, n, (void*)pol, &_F2xq_sqr, &_F2xq_mul);
     939           0 :   return gerepileupto(av, y);
     940             : }
     941             : 
     942             : GEN
     943          14 : F2xq_pow_init(GEN x, GEN n, long k,  GEN T)
     944             : {
     945          14 :   return gen_pow_init(x, n, k, (void*)T, &_F2xq_sqr, &_F2xq_mul);
     946             : }
     947             : 
     948             : GEN
     949        5241 : F2xq_pow_table(GEN R, GEN n, GEN T)
     950             : {
     951        5241 :   return gen_pow_table(R, n, (void*)T, &_F2xq_one, &_F2xq_mul);
     952             : }
     953             : 
     954             : /* generates the list of powers of x of degree 0,1,2,...,l*/
     955             : GEN
     956      352715 : F2xq_powers(GEN x, long l, GEN T)
     957             : {
     958      352715 :   int use_sqr = 2*F2x_degree(x) >= F2x_degree(T);
     959      352715 :   return gen_powers(x, l, use_sqr, (void*)T, &_F2xq_sqr, &_F2xq_mul, &_F2xq_one);
     960             : }
     961             : 
     962             : GEN
     963      223264 : F2xq_matrix_pow(GEN y, long n, long m, GEN P)
     964             : {
     965      223264 :   return F2xV_to_F2m(F2xq_powers(y,m-1,P),n);
     966             : }
     967             : 
     968             : GEN
     969      374638 : F2x_Frobenius(GEN T)
     970             : {
     971      374638 :   return F2xq_sqr(polx_F2x(T[1]), T);
     972             : }
     973             : 
     974             : GEN
     975      223266 : F2x_matFrobenius(GEN T)
     976             : {
     977      223266 :   long n = F2x_degree(T);
     978      223266 :   return F2xq_matrix_pow(F2x_Frobenius(T), n, n, T);
     979             : }
     980             : 
     981             : static struct bb_algebra F2xq_algebra = { _F2xq_red, _F2xq_add, _F2xq_add,
     982             :               _F2xq_mul, _F2xq_sqr, _F2xq_one, _F2xq_zero};
     983             : 
     984             : GEN
     985      609784 : F2x_F2xqV_eval(GEN Q, GEN x, GEN T)
     986             : {
     987      609784 :   long d = F2x_degree(Q);
     988      609784 :   return gen_bkeval_powers(Q,d,x,(void*)T,&F2xq_algebra,_F2xq_cmul);
     989             : }
     990             : 
     991             : GEN
     992       40819 : F2x_F2xq_eval(GEN Q, GEN x, GEN T)
     993             : {
     994       40819 :   long d = F2x_degree(Q);
     995       40820 :   int use_sqr = 2*F2x_degree(x) >= F2x_degree(T);
     996       40819 :   return gen_bkeval(Q, d, x, use_sqr, (void*)T, &F2xq_algebra, _F2xq_cmul);
     997             : }
     998             : 
     999             : static GEN
    1000       26906 : F2xq_autpow_sqr(void * T, GEN x) { return F2x_F2xq_eval(x, x, (GEN) T); }
    1001             : 
    1002             : static GEN
    1003       13214 : F2xq_autpow_mul(void * T, GEN x, GEN y) { return F2x_F2xq_eval(x, y, (GEN) T); }
    1004             : 
    1005             : GEN
    1006       18160 : F2xq_autpow(GEN x, long n, GEN T)
    1007             : {
    1008       18160 :   return gen_powu(x,n,(void*)T,F2xq_autpow_sqr,F2xq_autpow_mul);
    1009             : }
    1010             : 
    1011             : ulong
    1012      459790 : F2xq_trace(GEN x, GEN T)
    1013             : {
    1014      459790 :   pari_sp av = avma;
    1015             :   ulong t;
    1016      459790 :   long n = F2x_degree(T)-1;
    1017      459790 :   GEN z = F2x_mul(x, F2x_deriv(T));
    1018      459790 :   z = F2x_rem(z, T);
    1019      459790 :   t = F2x_degree(z)<n ? 0 : 1;
    1020      459790 :   avma = av; return t;
    1021             : }
    1022             : 
    1023             : GEN
    1024           7 : F2xq_conjvec(GEN x, GEN T)
    1025             : {
    1026           7 :   long i, l = F2x_degree(T);
    1027           7 :   GEN z = cgetg(l,t_COL);
    1028           7 :   gel(z,1) = F2x_copy(x);
    1029           7 :   for (i=2; i<l; i++) gel(z,i) = F2xq_sqr(gel(z,i-1), T);
    1030           7 :   return z;
    1031             : }
    1032             : 
    1033             : static GEN
    1034      361739 : _F2xq_pow(void *data, GEN x, GEN n)
    1035             : {
    1036      361739 :   GEN pol = (GEN) data;
    1037      361739 :   return F2xq_pow(x,n, pol);
    1038             : }
    1039             : 
    1040             : static GEN
    1041        9324 : _F2xq_rand(void *data)
    1042             : {
    1043        9324 :   pari_sp av=avma;
    1044        9324 :   GEN pol = (GEN) data;
    1045        9324 :   long d = F2x_degree(pol);
    1046             :   GEN z;
    1047             :   do
    1048             :   {
    1049        9492 :     avma = av;
    1050        9492 :     z = random_F2x(d,pol[1]);
    1051        9492 :   } while (lgpol(z)==0);
    1052        9324 :   return z;
    1053             : }
    1054             : 
    1055             : static GEN F2xq_easylog(void* E, GEN a, GEN g, GEN ord);
    1056             : 
    1057             : static const struct bb_group F2xq_star={_F2xq_mul,_F2xq_pow,_F2xq_rand,hash_GEN,F2x_equal,F2x_equal1,F2xq_easylog};
    1058             : 
    1059             : GEN
    1060         378 : F2xq_order(GEN a, GEN ord, GEN T)
    1061             : {
    1062         378 :   return gen_order(a,ord,(void*)T,&F2xq_star);
    1063             : }
    1064             : 
    1065             : static long
    1066      260099 : F2x_is_smooth_squarefree(GEN f, long r)
    1067             : {
    1068      260099 :   pari_sp av = avma;
    1069             :   long i;
    1070      260099 :   GEN sx = polx_F2x(f[1]), a = sx;
    1071     2365793 :   for(i=1;  ;i++)
    1072             :   {
    1073     4471344 :     a = F2xq_sqr(F2x_rem(a,f),f);
    1074     2349818 :     if (F2x_equal(a, F2x_rem(sx,f))) {avma = av; return 1;}
    1075     2261630 :     if (i==r) {avma = av; return 0;}
    1076     2097761 :     f = F2x_div(f, F2x_gcd(F2x_add(a,sx),f));
    1077             :   }
    1078             : }
    1079             : 
    1080             : static long
    1081      223305 : F2x_is_smooth(GEN g, long r)
    1082             : {
    1083      223305 :   GEN f = gen_0;
    1084      223305 :   if (lgpol(g)==0) return 0;
    1085             :   while (1)
    1086             :   {
    1087      297291 :     f = F2x_gcd(g, F2x_deriv(g));
    1088      260152 :     if (!F2x_is_smooth_squarefree(F2x_div(g, f), r))
    1089      163872 :       return 0;
    1090       96469 :     if (F2x_degree(f)==0) return 1;
    1091       36996 :     g = F2x_issquare(f) ? F2x_sqrt(f): f;
    1092             :   }
    1093             : }
    1094             : 
    1095             : static GEN
    1096       15167 : F2x_factorel(GEN h)
    1097             : {
    1098       15167 :   GEN F = F2x_factor(h);
    1099       15170 :   GEN F1 = gel(F, 1), F2 = gel(F, 2);
    1100       15170 :   long i, l1 = lg(F1)-1;
    1101       15170 :   GEN p2 = cgetg(l1+1, t_VECSMALL);
    1102       15169 :   GEN e2 = cgetg(l1+1, t_VECSMALL);
    1103       71061 :   for (i = 1; i <= l1; ++i)
    1104             :   {
    1105       55892 :     p2[i] = mael(F1, i, 2);
    1106       55892 :     e2[i] = F2[i];
    1107             :   }
    1108       15169 :   return mkmat2(p2, e2);
    1109             : }
    1110             : 
    1111             : static GEN
    1112       25828 : mkF2(ulong x, long v) { return mkvecsmall2(v, x); }
    1113             : 
    1114             : static GEN F2xq_log_Coppersmith_d(GEN W, GEN g, long r, long n, GEN T, GEN mo);
    1115             : 
    1116             : static GEN
    1117          45 : F2xq_log_from_rel(GEN W, GEN rel, long r, long n, GEN T, GEN m)
    1118             : {
    1119          45 :   pari_sp av = avma;
    1120          45 :   GEN F = gel(rel,1), E = gel(rel,2), o = gen_0;
    1121          45 :   long i, l = lg(F);
    1122         412 :   for(i=1; i<l; i++)
    1123             :   {
    1124         367 :     GEN R = gel(W, F[i]);
    1125         367 :     if (signe(R)==0) /* Already failed */
    1126           0 :       return NULL;
    1127         367 :     else if (signe(R)<0) /* Not yet tested */
    1128             :     {
    1129           0 :       setsigne(gel(W,F[i]),0);
    1130           0 :       R = F2xq_log_Coppersmith_d(W, mkF2(F[i],T[1]), r, n, T, m);
    1131           0 :       if (!R) return NULL;
    1132             :     }
    1133         367 :     o = Fp_add(o, mulis(R, E[i]), m);
    1134             :   }
    1135          45 :   return gerepileuptoint(av, o);
    1136             : }
    1137             : 
    1138             : static GEN
    1139          57 : F2xq_log_Coppersmith_d(GEN W, GEN g, long r, long n, GEN T, GEN mo)
    1140             : {
    1141          57 :   pari_sp av = avma, av2;
    1142          57 :   long dg = F2x_degree(g), k = r-1, m = maxss((dg-k)/2,0);
    1143          57 :   long i, j, l = dg-m, N;
    1144          57 :   GEN v = cgetg(k+m+1,t_MAT);
    1145          57 :   long dT = F2x_degree(T);
    1146          57 :   long h = dT>>n, d = dT-(h<<n);
    1147          57 :   GEN R = F2x_add(F2x_shift(pol1_F2x(T[1]), dT), T);
    1148          57 :   GEN z = F2x_rem(F2x_shift(pol1_F2x(T[1]),h), g);
    1149         717 :   for(i=1; i<=k+m; i++)
    1150             :   {
    1151         660 :     gel(v,i) = F2x_to_F2v(F2x_shift(z,-l),m);
    1152         660 :     z = F2x_rem(F2x_shift(z,1),g);
    1153             :   }
    1154          57 :   v = F2m_ker(v);
    1155         627 :   for(i=1; i<=k; i++)
    1156         570 :     gel(v,i) = F2v_to_F2x(gel(v,i),T[1]);
    1157          57 :   N = 1<<k;
    1158          57 :   av2 = avma;
    1159       16609 :   for (i=1; i<N; i++)
    1160             :   {
    1161             :     GEN p,q,qh,a,b;
    1162       16597 :     avma = av2;
    1163       16597 :     q = pol0_F2x(T[1]);
    1164      182567 :     for(j=0; j<k; j++)
    1165      165970 :       if (i&(1UL<<j))
    1166       76105 :         q = F2x_add(q, gel(v,j+1));
    1167       16597 :     qh= F2x_shift(q,h);
    1168       16597 :     p = F2x_rem(qh,g);
    1169       16597 :     b = F2x_add(F2x_mul(R, F2x_pow2n(q, n)), F2x_shift(F2x_pow2n(p, n), d));
    1170       16597 :     if (lgpol(b)==0 || !F2x_is_smooth(b, r)) continue;
    1171          69 :     a = F2x_div(F2x_add(qh,p),g);
    1172          69 :     if (F2x_degree(F2x_gcd(a,q)) &&  F2x_degree(F2x_gcd(a,p))) continue;
    1173          57 :     if (!(lgpol(a)==0 || !F2x_is_smooth(a, r)))
    1174             :     {
    1175          45 :       GEN F = F2x_factorel(b);
    1176          45 :       GEN G = F2x_factorel(a);
    1177          45 :       GEN FG = vecsmall_concat(vecsmall_append(gel(F, 1), 2), gel(G, 1));
    1178          90 :       GEN E  = vecsmall_concat(vecsmall_append(gel(F, 2), -d),
    1179          90 :                                zv_z_mul(gel(G, 2),-(1L<<n)));
    1180          45 :       GEN R  = famatsmall_reduce(mkmat2(FG, E));
    1181          45 :       GEN l  = F2xq_log_from_rel(W, R, r, n, T, mo);
    1182          45 :       if (!l) continue;
    1183          45 :       l = Fp_div(l,int2n(n),mo);
    1184          45 :       if (dg <= r)
    1185             :       {
    1186           7 :         affii(l,gel(W,g[2]));
    1187           7 :         if (DEBUGLEVEL>1) err_printf("Found %lu\n", g[2]);
    1188             :       }
    1189          45 :       return gerepileuptoint(av, l);
    1190             :     }
    1191             :   }
    1192          12 :   avma = av;
    1193          12 :   return NULL;
    1194             : }
    1195             : 
    1196             : static GEN
    1197          52 : F2xq_log_find_rel(GEN b, long r, GEN T, GEN *g, ulong *e)
    1198             : {
    1199          52 :   pari_sp av = avma;
    1200             :   while (1)
    1201         434 :   {
    1202             :     GEN M;
    1203         486 :     *g = F2xq_mul(*g, b, T); (*e)++;
    1204         486 :     M = F2x_halfgcd(*g,T);
    1205         486 :     if (F2x_is_smooth(gcoeff(M,1,1), r))
    1206             :     {
    1207         261 :       GEN z = F2x_add(F2x_mul(gcoeff(M,1,1),*g), F2x_mul(gcoeff(M,1,2),T));
    1208         261 :       if (F2x_is_smooth(z, r))
    1209             :       {
    1210          52 :         GEN F = F2x_factorel(z);
    1211          52 :         GEN G = F2x_factorel(gcoeff(M,1,1));
    1212         104 :         GEN rel = mkmat2(vecsmall_concat(gel(F, 1),gel(G, 1)),
    1213         104 :                          vecsmall_concat(gel(F, 2),zv_neg(gel(G, 2))));
    1214          52 :         gerepileall(av, 2, g, &rel);
    1215         104 :         return rel;
    1216             :       }
    1217             :     }
    1218         434 :     if (gc_needed(av,2))
    1219             :     {
    1220           0 :       if (DEBUGMEM>1) pari_warn(warnmem,"F2xq_log_find_rel");
    1221           0 :       *g = gerepileuptoleaf(av, *g);
    1222             :     }
    1223             :   }
    1224             : }
    1225             : 
    1226             : static GEN
    1227          28 : F2xq_log_Coppersmith_rec(GEN W, long r2, GEN a, long r, long n, GEN T, GEN m)
    1228             : {
    1229          28 :   GEN b = polx_F2x(T[1]);
    1230          28 :   ulong AV = 0;
    1231          28 :   GEN g = a, bad = pol0_F2x(T[1]);
    1232             :   pari_timer ti;
    1233             :   while(1)
    1234          24 :   {
    1235             :     long i, l;
    1236             :     GEN V, F, E, Ao;
    1237          52 :     timer_start(&ti);
    1238          52 :     V = F2xq_log_find_rel(b, r2, T, &g, &AV);
    1239          52 :     if (DEBUGLEVEL>1) timer_printf(&ti,"%ld-smooth element",r2);
    1240          52 :     F = gel(V,1); E = gel(V,2);
    1241          52 :     l = lg(F);
    1242          52 :     Ao = gen_0;
    1243         333 :     for(i=1; i<l; i++)
    1244             :     {
    1245         305 :       GEN Fi = mkF2(F[i], T[1]);
    1246             :       GEN R;
    1247         305 :       if (F2x_degree(Fi) <= r)
    1248             :       {
    1249         243 :         if (signe(gel(W,F[i]))==0)
    1250           0 :           break;
    1251         243 :         else if (signe(gel(W,F[i]))<0)
    1252             :         {
    1253           7 :           setsigne(gel(W,F[i]),0);
    1254           7 :           R = F2xq_log_Coppersmith_d(W,Fi,r,n,T,m);
    1255             :         } else
    1256         236 :           R = gel(W,F[i]);
    1257             :       }
    1258             :       else
    1259             :       {
    1260          62 :         if (F2x_equal(Fi,bad)) break;
    1261          50 :         R = F2xq_log_Coppersmith_d(W,Fi,r,n,T,m);
    1262          50 :         if (!R) bad = Fi;
    1263             :       }
    1264         293 :       if (!R) break;
    1265         281 :       Ao = Fp_add(Ao, mulis(R, E[i]), m);
    1266             :     }
    1267          80 :     if (i==l) return subiu(Ao,AV);
    1268             :   }
    1269             : }
    1270             : 
    1271             : /* Coppersmith:
    1272             :  T*X^e = X^(h*2^n)-R
    1273             :  (u*x^h + v)^(2^n) = u^(2^n)*X^(h*2^n)+v^(2^n)
    1274             :  (u*x^h + v)^(2^n) = u^(2^n)*R+v^(2^n)
    1275             : */
    1276             : 
    1277             : static GEN
    1278      154490 : rel_Coppersmith(GEN u, GEN v, long h, GEN R, long r, long n, long d)
    1279             : {
    1280             :   GEN b, F, G, M;
    1281      154490 :   GEN a = F2x_add(F2x_shift(u, h), v);
    1282      154420 :   if (!F2x_is_smooth(a, r)) return NULL;
    1283       51634 :   b = F2x_add(F2x_mul(R, F2x_pow2n(u, n)), F2x_shift(F2x_pow2n(v, n),d));
    1284       51627 :   if (!F2x_is_smooth(b, r)) return NULL;
    1285        7487 :   F = F2x_factorel(a);
    1286        7487 :   G = F2x_factorel(b);
    1287       22463 :   M = mkmat2(vecsmall_concat(gel(F, 1), vecsmall_append(gel(G, 1), 2)),
    1288       22463 :              vecsmall_concat(zv_z_mul(gel(F, 2),1UL<<n), vecsmall_append(zv_neg(gel(G, 2)),d)));
    1289        7487 :   return famatsmall_reduce(M);
    1290             : }
    1291             : 
    1292             : GEN
    1293        2116 : F2xq_log_Coppersmith_worker(GEN u, long i, GEN V, GEN R)
    1294             : {
    1295        2116 :   long r = V[1], h = V[2], n = V[3], d = V[4];
    1296        2116 :   pari_sp ltop = avma;
    1297        2116 :   GEN v = mkF2(0,u[1]);
    1298        2115 :   GEN L = cgetg(2*i+1, t_VEC);
    1299        2115 :   pari_sp av = avma;
    1300             :   long j;
    1301        2115 :   long nbtest=0, rel = 1;
    1302      155052 :   for(j=1; j<=i; j++)
    1303             :   {
    1304      152935 :     v[2] = j;
    1305      152935 :     avma = av;
    1306      152935 :     if (F2x_degree(F2x_gcd(u,v))==0)
    1307             :     {
    1308       77253 :       GEN z = rel_Coppersmith(u, v, h, R, r, n, d);
    1309       77268 :       nbtest++;
    1310       77268 :       if (z) { gel(L, rel++) = z; av = avma; }
    1311       77268 :       if (i==j) continue;
    1312       77254 :       z = rel_Coppersmith(v, u, h, R, r, n, d);
    1313       77265 :       nbtest++;
    1314       77265 :       if (z) { gel(L, rel++) = z; av = avma; }
    1315             :     }
    1316             :   }
    1317        2117 :   setlg(L,rel);
    1318        2117 :   return gerepilecopy(ltop, mkvec2(stoi(nbtest), L));
    1319             : }
    1320             : 
    1321             : static GEN
    1322          14 : F2xq_log_Coppersmith(long nbrel, long r, long n, GEN T)
    1323             : {
    1324          14 :   long dT = F2x_degree(T);
    1325          14 :   long h = dT>>n, d = dT-(h<<n);
    1326          14 :   GEN R = F2x_add(F2x_shift(pol1_F2x(T[1]), dT), T);
    1327          14 :   GEN u = mkF2(0,T[1]);
    1328          14 :   long rel = 1, nbtest = 0;
    1329          14 :   GEN M = cgetg(nbrel+1, t_VEC);
    1330          14 :   long i = 0;
    1331          14 :   GEN worker = snm_closure(is_entry("_F2xq_log_Coppersmith_worker"),
    1332             :                mkvec2(mkvecsmall4(r, h, n, d), R));
    1333             :   struct pari_mt pt;
    1334          14 :   long running, pending = 0, stop=0;
    1335          14 :   mt_queue_start(&pt, worker);
    1336          14 :   if (DEBUGLEVEL) err_printf("Coppersmith (R = %ld): ",F2x_degree(R));
    1337        2209 :   while ((running = !stop) || pending)
    1338             :   {
    1339             :     GEN L, done;
    1340             :     long j, l;
    1341        2181 :     u[2] = i;
    1342        2181 :     mt_queue_submit(&pt, 0, running ? mkvec2(u, stoi(i)): NULL);
    1343        2181 :     done = mt_queue_get(&pt, NULL, &pending);
    1344        2181 :     if (!done) continue;
    1345        2119 :     L = gel(done, 2); nbtest += itos(gel(done,1));
    1346        2119 :     l = lg(L);
    1347        2119 :     if (l > 1)
    1348             :     {
    1349        9153 :       for (j=1; j<l; j++)
    1350             :       {
    1351        7276 :         if (rel>nbrel) break;
    1352        7210 :         gel(M,rel++) = gel(L,j);
    1353        7210 :         if (DEBUGLEVEL && (rel&511UL)==0)
    1354           0 :           err_printf("%ld%%[%ld] ",rel*100/nbrel,i);
    1355             :       }
    1356             :     }
    1357        2119 :     if (rel>nbrel) stop=1;
    1358        2119 :     i++;
    1359             :   }
    1360          14 :   mt_queue_end(&pt);
    1361          14 :   if (DEBUGLEVEL) err_printf(": %ld tests\n", nbtest);
    1362          14 :   return M;
    1363             : }
    1364             : 
    1365             : static GEN
    1366          14 : smallirred_F2x(ulong n, long sv)
    1367             : {
    1368          14 :   GEN a = zero_zv(nbits2lg(n+1)-1);
    1369          14 :   a[1] = sv; F2x_set(a,n); a[2]++;
    1370          14 :   while (!F2x_is_irred(a)) a[2]+=2;
    1371          14 :   return a;
    1372             : }
    1373             : 
    1374             : static GEN
    1375          14 : check_kernel(long N, GEN M, long nbi, GEN T, GEN m)
    1376             : {
    1377          14 :   pari_sp av = avma;
    1378          14 :   GEN K = FpMs_leftkernel_elt(M, N, m);
    1379          14 :   long i, f=0, tbs;
    1380          14 :   long l = lg(K), lm = lgefint(m);
    1381          14 :   GEN idx = diviiexact(int2um1(F2x_degree(T)),m);
    1382          14 :   GEN g = F2xq_pow(polx_F2x(T[1]), idx, T);
    1383             :   GEN tab;
    1384             :   pari_timer ti;
    1385          14 :   if (DEBUGLEVEL) timer_start(&ti);
    1386          14 :   K = FpC_Fp_mul(K, Fp_inv(gel(K,2), m), m);
    1387          14 :   tbs = maxss(1, expu(nbi/expi(m)));
    1388          14 :   tab = F2xq_pow_init(g, int2n(F2x_degree(T)), tbs, T);
    1389       57344 :   for(i=1; i<l; i++)
    1390             :   {
    1391       57330 :     GEN k = gel(K,i);
    1392       62571 :     if (signe(k)==0 || !F2x_equal(F2xq_pow_table(tab, k, T),
    1393        5241 :                                   F2xq_pow(mkF2(i,T[1]), idx, T)))
    1394       52089 :       gel(K,i) = cgetineg(lm);
    1395             :     else
    1396        5241 :       f++;
    1397             :   }
    1398          14 :   if (DEBUGLEVEL) timer_printf(&ti,"found %ld/%ld logs", f, nbi);
    1399          14 :   return gerepileupto(av, K);
    1400             : }
    1401             : 
    1402             : static GEN
    1403          14 : F2xq_log_index(GEN a0, GEN b0, GEN m, GEN T0)
    1404             : {
    1405          14 :   pari_sp av = avma;
    1406          14 :   GEN  M, S, a, b, Ao=NULL, Bo=NULL, W, e;
    1407             :   pari_timer ti;
    1408          14 :   long n = F2x_degree(T0), r = (long) (sqrt((double) 2*n))-(n>100);
    1409          14 :   GEN T = smallirred_F2x(n,T0[1]);
    1410          14 :   long d = 2, r2 = 3*r/2, d2 = 2;
    1411          14 :   long N = (1UL<<(r+1))-1UL;
    1412          14 :   long nbi = itos(ffsumnbirred(gen_2, r)), nbrel=nbi*5/4;
    1413          14 :   if (DEBUGLEVEL)
    1414             :   {
    1415           0 :     err_printf("F2xq_log: Parameters r=%ld r2=%ld\n", r,r2);
    1416           0 :     err_printf("F2xq_log: Size FB=%ld rel. needed=%ld\n", nbi, nbrel);
    1417           0 :     timer_start(&ti);
    1418             :   }
    1419          14 :   S = Flx_to_F2x(Flx_ffisom(F2x_to_Flx(T0),F2x_to_Flx(T),2));
    1420          14 :   a = F2x_F2xq_eval(a0, S, T);
    1421          14 :   b = F2x_F2xq_eval(b0, S, T);
    1422          14 :   if (DEBUGLEVEL) timer_printf(&ti,"model change");
    1423          14 :   M = F2xq_log_Coppersmith(nbrel,r,d,T);
    1424          14 :   if(DEBUGLEVEL)
    1425           0 :     timer_printf(&ti,"relations");
    1426          14 :   W = check_kernel(N, M, nbi, T, m);
    1427          14 :   timer_start(&ti);
    1428          14 :   Ao = F2xq_log_Coppersmith_rec(W, r2, a, r, d2, T, m);
    1429          14 :   if (DEBUGLEVEL) timer_printf(&ti,"smooth element");
    1430          14 :   Bo = F2xq_log_Coppersmith_rec(W, r2, b, r, d2, T, m);
    1431          14 :   if (DEBUGLEVEL) timer_printf(&ti,"smooth generator");
    1432          14 :   e = Fp_div(Ao, Bo, m);
    1433          14 :   if (!F2x_equal(F2xq_pow(b0,e,T0),a0)) pari_err_BUG("F2xq_log");
    1434          14 :   return gerepileupto(av, e);
    1435             : }
    1436             : 
    1437             : static GEN
    1438       80076 : F2xq_easylog(void* E, GEN a, GEN g, GEN ord)
    1439             : {
    1440       80076 :   if (F2x_equal1(a)) return gen_0;
    1441       66893 :   if (F2x_equal(a,g)) return gen_1;
    1442       61540 :   if (typ(ord)!=t_INT) return NULL;
    1443       31246 :   if (expi(ord)<28) return NULL;
    1444          14 :   return F2xq_log_index(a,g,ord,(GEN)E);
    1445             : }
    1446             : 
    1447             : GEN
    1448       45444 : F2xq_log(GEN a, GEN g, GEN ord, GEN T)
    1449             : {
    1450       45444 :   GEN z, v = get_arith_ZZM(ord);
    1451       45444 :   ord = mkvec2(gel(v,1),ZM_famat_limit(gel(v,2),int2n(28)));
    1452       45444 :   z = gen_PH_log(a,g,ord,(void*)T,&F2xq_star);
    1453       45444 :   return z? z: cgetg(1,t_VEC);
    1454             : }
    1455             : 
    1456             : GEN
    1457      212660 : F2xq_Artin_Schreier(GEN a, GEN T)
    1458             : {
    1459      212660 :   pari_sp ltop=avma;
    1460      212660 :   long j,N = F2x_degree(T);
    1461      212660 :   GEN Q = F2x_matFrobenius(T);
    1462     1476300 :   for (j=1; j<=N; j++)
    1463     1263640 :     F2m_flip(Q,j,j);
    1464      212660 :   F2v_add_inplace(gel(Q,1),a);
    1465      212660 :   Q = F2m_ker_sp(Q,0);
    1466      212660 :   if (lg(Q)!=2) return NULL;
    1467      212660 :   Q = gel(Q,1);
    1468      212660 :   Q[1] = T[1];
    1469      212660 :   return gerepileuptoleaf(ltop, F2x_renormalize(Q, lg(Q)));
    1470             : }
    1471             : 
    1472             : GEN
    1473       49759 : F2xq_sqrt_fast(GEN c, GEN sqx, GEN T)
    1474             : {
    1475             :   GEN c0, c1;
    1476       49759 :   F2x_even_odd(c, &c0, &c1);
    1477       49764 :   return F2x_add(c0, F2xq_mul(c1, sqx, T));
    1478             : }
    1479             : 
    1480             : static int
    1481       18153 : F2x_is_x(GEN a) { return lg(a)==3 && a[2]==2; }
    1482             : 
    1483             : GEN
    1484       32993 : F2xq_sqrt(GEN a, GEN T)
    1485             : {
    1486       32993 :   pari_sp av = avma;
    1487       32993 :   long n = F2x_degree(T);
    1488             :   GEN sqx;
    1489       32993 :   if (n==1) return F2x_copy(a);
    1490       32916 :   if (n==2) return F2xq_sqr(a,T);
    1491       18153 :   sqx = F2xq_autpow(mkF2(4, T[1]), n-1, T);
    1492       18153 :   return gerepileuptoleaf(av, F2x_is_x(a)? sqx: F2xq_sqrt_fast(a,sqx,T));
    1493             : }
    1494             : 
    1495             : GEN
    1496        9282 : F2xq_sqrtn(GEN a, GEN n, GEN T, GEN *zeta)
    1497             : {
    1498        9282 :   if (!lgpol(a))
    1499             :   {
    1500           7 :     if (signe(n) < 0) pari_err_INV("F2xq_sqrtn",a);
    1501           0 :     if (zeta)
    1502           0 :       *zeta=pol1_F2x(T[1]);
    1503           0 :     return pol0_F2x(T[1]);
    1504             :   }
    1505        9275 :   return gen_Shanks_sqrtn(a,n,subiu(powuu(2,F2x_degree(T)),1),zeta,(void*)T,&F2xq_star);
    1506             : }
    1507             : 
    1508             : GEN
    1509         154 : gener_F2xq(GEN T, GEN *po)
    1510             : {
    1511         154 :   long i, j, vT = T[1], f = F2x_degree(T);
    1512         154 :   pari_sp av0 = avma, av;
    1513             :   GEN g, L2, o, q;
    1514             : 
    1515         154 :   if (f == 1) {
    1516          21 :     if (po) *po = mkvec2(gen_1, trivial_fact());
    1517          21 :     return pol1_F2x(vT);
    1518             :   }
    1519         133 :   q = int2um1(f);
    1520         133 :   o = factor_pn_1(gen_2,f);
    1521         133 :   L2 = leafcopy( gel(o, 1) );
    1522         385 :   for (i = j = 1; i < lg(L2); i++)
    1523             :   {
    1524         252 :     if (absequaliu(gel(L2,i),2)) continue;
    1525         252 :     gel(L2,j++) = diviiexact(q, gel(L2,i));
    1526             :   }
    1527         133 :   setlg(L2, j);
    1528         161 :   for (av = avma;; avma = av)
    1529             :   {
    1530         189 :     g = random_F2x(f, vT);
    1531         161 :     if (F2x_degree(g) < 1) continue;
    1532         392 :     for (i = 1; i < j; i++)
    1533             :     {
    1534         259 :       GEN a = F2xq_pow(g, gel(L2,i), T);
    1535         259 :       if (F2x_equal1(a)) break;
    1536             :     }
    1537         140 :     if (i == j) break;
    1538             :   }
    1539         133 :   if (!po) g = gerepilecopy(av0, g);
    1540             :   else {
    1541           0 :     *po = mkvec2(int2um1(f), o);
    1542           0 :     gerepileall(av0, 2, &g, po);
    1543             :   }
    1544         133 :   return g;
    1545             : }
    1546             : 
    1547             : static GEN
    1548         798 : _F2xq_neg(void *E, GEN x)
    1549         798 : { (void) E; return F2x_copy(x); }
    1550             : 
    1551             : static GEN
    1552       13748 : _F2xq_rmul(void *E, GEN x, GEN y)
    1553       13748 : { (void) E; return F2x_mul(x,y); }
    1554             : 
    1555             : static GEN
    1556         413 : _F2xq_inv(void *E, GEN x)
    1557         413 : { return F2xq_inv(x, (GEN) E); }
    1558             : 
    1559             : static int
    1560         973 : _F2xq_equal0(GEN x) { return lgpol(x)==0; }
    1561             : 
    1562             : static GEN
    1563         679 : _F2xq_s(void *E, long x)
    1564         679 : { GEN T = (GEN) E;
    1565         679 :   return odd(x)? pol1_F2x(T[1]): pol0_F2x(T[0]);
    1566             : }
    1567             : 
    1568             : static const struct bb_field F2xq_field={_F2xq_red,_F2xq_add,_F2xq_rmul,_F2xq_neg,
    1569             :                                          _F2xq_inv,_F2xq_equal0,_F2xq_s};
    1570             : 
    1571        1659 : const struct bb_field *get_F2xq_field(void **E, GEN T)
    1572             : {
    1573        1659 :   *E = (void *) T;
    1574        1659 :   return &F2xq_field;
    1575             : }
    1576             : 
    1577             : /***********************************************************************/
    1578             : /**                                                                   **/
    1579             : /**                             F2v                                   **/
    1580             : /**                                                                   **/
    1581             : /***********************************************************************/
    1582             : /* F2v objects are defined as follows:
    1583             :    An F2v is a t_VECSMALL:
    1584             :    v[0] = codeword
    1585             :    v[1] = number of components
    1586             :    x[2] = a_0...a_31 x[3] = a_32..a_63, etc.  on 32bit
    1587             :    x[2] = a_0...a_63 x[3] = a_64..a_127, etc. on 64bit
    1588             : 
    1589             :    where the a_i are bits.
    1590             : */
    1591             : 
    1592             : GEN
    1593      716813 : F2c_to_ZC(GEN x)
    1594             : {
    1595      716813 :   long l=x[1]+1;
    1596      716813 :   GEN  z = cgetg(l, t_COL);
    1597             :   long i,j,k;
    1598     1436499 :   for (i=2,k=1; i<lg(x); i++)
    1599     8413812 :     for (j=0; j<BITS_IN_LONG && k<l; j++,k++)
    1600     7694126 :       gel(z,k) = (x[i]&(1UL<<j))? gen_1: gen_0;
    1601      716813 :   return z;
    1602             : }
    1603             : GEN
    1604        1610 : F2c_to_mod(GEN x)
    1605             : {
    1606        1610 :   long l=x[1]+1;
    1607        1610 :   GEN  z = cgetg(l, t_COL);
    1608        1610 :   GEN _0 = mkintmod(gen_0,gen_2);
    1609        1610 :   GEN _1 = mkintmod(gen_1,gen_2);
    1610             :   long i,j,k;
    1611        8020 :   for (i=2,k=1; i<lg(x); i++)
    1612      287047 :     for (j=0; j<BITS_IN_LONG && k<l; j++,k++)
    1613      280637 :       gel(z,k) = (x[i]&(1UL<<j))? _1: _0;
    1614        1610 :   return z;
    1615             : }
    1616             : 
    1617             : /* x[a..b], a <= b */
    1618             : GEN
    1619          28 : F2v_slice(GEN x, long a, long b)
    1620             : {
    1621          28 :   long i,j,k, l = b-a+1;
    1622          28 :   GEN z = cgetg(nbits2lg(l), t_VECSMALL);
    1623          28 :   z[1] = l;
    1624          98 :   for(i=a,k=1,j=BITS_IN_LONG; i<=b; i++,j++)
    1625             :   {
    1626          70 :     if (j==BITS_IN_LONG) { j=0; z[++k]=0; }
    1627          70 :     if (F2v_coeff(x,i)) z[k] |= 1UL<<j;
    1628             :   }
    1629          28 :   return z;
    1630             : }
    1631             : /* x[a..b,], a <= b */
    1632             : GEN
    1633          14 : F2m_rowslice(GEN x, long a, long b)
    1634             : {
    1635             :   long i, l;
    1636          14 :   GEN y = cgetg_copy(x, &l);
    1637          14 :   for (i = 1; i < l; i++) gel(y,i) = F2v_slice(gel(x,i),a,b);
    1638          14 :   return y;
    1639             : }
    1640             : 
    1641             : GEN
    1642      164206 : F2m_to_ZM(GEN z)
    1643             : {
    1644      164206 :   long i, l = lg(z);
    1645      164206 :   GEN x = cgetg(l,t_MAT);
    1646      164206 :   for (i=1; i<l; i++) gel(x,i) = F2c_to_ZC(gel(z,i));
    1647      164206 :   return x;
    1648             : }
    1649             : GEN
    1650          84 : F2m_to_mod(GEN z)
    1651             : {
    1652          84 :   long i, l = lg(z);
    1653          84 :   GEN x = cgetg(l,t_MAT);
    1654          84 :   for (i=1; i<l; i++) gel(x,i) = F2c_to_mod(gel(z,i));
    1655          84 :   return x;
    1656             : }
    1657             : 
    1658             : GEN
    1659           0 : F2v_to_Flv(GEN x)
    1660             : {
    1661           0 :   long l=x[1]+1;
    1662           0 :   GEN  z=cgetg(l, t_VECSMALL);
    1663             :   long i,j,k;
    1664           0 :   for (i=2,k=1; i<lg(x); i++)
    1665           0 :     for (j=0; j<BITS_IN_LONG && k<l; j++,k++)
    1666           0 :       z[k] = (x[i]>>j)&1UL;
    1667           0 :   return z;
    1668             : }
    1669             : 
    1670             : GEN
    1671           0 : F2m_to_Flm(GEN z)
    1672             : {
    1673           0 :   long i, l = lg(z);
    1674           0 :   GEN x = cgetg(l,t_MAT);
    1675           0 :   for (i=1; i<l; i++) gel(x,i) = F2v_to_Flv(gel(z,i));
    1676           0 :   return x;
    1677             : }
    1678             : 
    1679             : GEN
    1680     2049211 : ZV_to_F2v(GEN x)
    1681             : {
    1682     2049211 :   long l = lg(x)-1;
    1683     2049211 :   GEN z = cgetg(nbits2lg(l), t_VECSMALL);
    1684             :   long i,j,k;
    1685     2049211 :   z[1] = l;
    1686    28801066 :   for(i=1,k=1,j=BITS_IN_LONG; i<=l; i++,j++)
    1687             :   {
    1688    26751855 :     if (j==BITS_IN_LONG) { j=0; z[++k]=0; }
    1689    26751855 :     if (mpodd(gel(x,i))) z[k] |= 1UL<<j;
    1690             :   }
    1691     2049211 :   return z;
    1692             : }
    1693             : 
    1694             : GEN
    1695        4788 : RgV_to_F2v(GEN x)
    1696             : {
    1697        4788 :   long l = lg(x)-1;
    1698        4788 :   GEN z = cgetg(nbits2lg(l), t_VECSMALL);
    1699             :   long i,j,k;
    1700        4788 :   z[1] = l;
    1701      846650 :   for(i=1,k=1,j=BITS_IN_LONG; i<=l; i++,j++)
    1702             :   {
    1703      841862 :     if (j==BITS_IN_LONG) { j=0; z[++k]=0; }
    1704      841862 :     if (Rg_to_F2(gel(x,i))) z[k] |= 1UL<<j;
    1705             :   }
    1706        4788 :   return z;
    1707             : }
    1708             : 
    1709             : GEN
    1710         595 : Flv_to_F2v(GEN x)
    1711             : {
    1712         595 :   long l = lg(x)-1;
    1713         595 :   GEN z = cgetg(nbits2lg(l), t_VECSMALL);
    1714             :   long i,j,k;
    1715         595 :   z[1] = l;
    1716        4879 :   for(i=1,k=1,j=BITS_IN_LONG; i<=l; i++,j++)
    1717             :   {
    1718        4284 :     if (j==BITS_IN_LONG) { j=0; z[++k]=0; }
    1719        4284 :     if (x[i]&1L) z[k] |= 1UL<<j;
    1720             :   }
    1721         595 :   return z;
    1722             : }
    1723             : 
    1724             : GEN
    1725      321208 : ZM_to_F2m(GEN x)
    1726      321208 : { pari_APPLY_same(ZV_to_F2v(gel(x,i))) }
    1727             : 
    1728             : GEN
    1729         238 : RgM_to_F2m(GEN x)
    1730         238 : { pari_APPLY_same(RgV_to_F2v(gel(x,i))) }
    1731             : 
    1732             : GEN
    1733           0 : Flm_to_F2m(GEN x)
    1734           0 : { pari_APPLY_same(Flv_to_F2v(gel(x,i))) }
    1735             : 
    1736             : GEN
    1737      342451 : const_F2v(long m)
    1738             : {
    1739      342451 :   long i, l = nbits2lg(m);
    1740      342451 :   GEN c = cgetg(l, t_VECSMALL);
    1741      342450 :   c[1] = m;
    1742      342450 :   for (i = 2; i < l; i++) uel(c,i) = -1UL;
    1743      342450 :   if (remsBIL(m)) uel(c,l-1) = (1UL<<remsBIL(m))-1UL;
    1744      342451 :   return c;
    1745             : }
    1746             : 
    1747             : /* Allow lg(y)<lg(x) */
    1748             : void
    1749    30981566 : F2v_add_inplace(GEN x, GEN y)
    1750             : {
    1751    30981566 :   long n = lg(y);
    1752    30981566 :   long r = (n-2)&7L, q = n-r, i;
    1753   116099546 :   for (i = 2; i < q; i += 8)
    1754             :   {
    1755    85117980 :     x[  i] ^= y[  i]; x[1+i] ^= y[1+i]; x[2+i] ^= y[2+i]; x[3+i] ^= y[3+i];
    1756    85117980 :     x[4+i] ^= y[4+i]; x[5+i] ^= y[5+i]; x[6+i] ^= y[6+i]; x[7+i] ^= y[7+i];
    1757             :   }
    1758    30981566 :   switch (r)
    1759             :   {
    1760    13855694 :     case 7: x[i] ^= y[i]; i++; case 6: x[i] ^= y[i]; i++;
    1761    17149843 :     case 5: x[i] ^= y[i]; i++; case 4: x[i] ^= y[i]; i++;
    1762    18794864 :     case 3: x[i] ^= y[i]; i++; case 2: x[i] ^= y[i]; i++;
    1763    25719106 :     case 1: x[i] ^= y[i]; i++;
    1764             :   }
    1765    30981566 : }
    1766             : 
    1767             : /***********************************************************************/
    1768             : /**                                                                   **/
    1769             : /**                               F2xV                                **/
    1770             : /**                                                                   **/
    1771             : /***********************************************************************/
    1772             : /* F2xV are t_VEC with F2x coefficients. */
    1773             : 
    1774             : GEN
    1775       16597 : FlxC_to_F2xC(GEN x)
    1776       16597 : { pari_APPLY_type(t_COL, Flx_to_F2x(gel(x,i))) }
    1777             : 
    1778             : GEN
    1779           0 : F2xC_to_FlxC(GEN x)
    1780           0 : { pari_APPLY_type(t_COL, F2x_to_Flx(gel(x,i))) }
    1781             : 
    1782             : GEN
    1783        3682 : F2xC_to_ZXC(GEN x)
    1784        3682 : { pari_APPLY_type(t_COL, F2x_to_ZX(gel(x,i))) }
    1785             : 
    1786             : GEN
    1787      223266 : F2xV_to_F2m(GEN x, long n)
    1788      223266 : { pari_APPLY_type(t_MAT, F2x_to_F2v(gel(x,i), n)) }
    1789             : 
    1790             : /***********************************************************************/
    1791             : /**                                                                   **/
    1792             : /**                             F2xX                                  **/
    1793             : /**                                                                   **/
    1794             : /***********************************************************************/
    1795             : 
    1796             : GEN
    1797     2428260 : F2xX_renormalize(GEN /*in place*/ x, long lx)
    1798     2428260 : { return FlxX_renormalize(x, lx); }
    1799             : 
    1800             : GEN
    1801      446964 : pol1_F2xX(long v, long sv) { return pol1_FlxX(v, sv); }
    1802             : 
    1803             : GEN
    1804         441 : polx_F2xX(long v, long sv) { return polx_FlxX(v, sv); }
    1805             : 
    1806             : long
    1807      206857 : F2xY_degreex(GEN b)
    1808             : {
    1809      206857 :   long deg = 0, i;
    1810      206857 :   if (!signe(b)) return -1;
    1811     1342558 :   for (i = 2; i < lg(b); ++i)
    1812     1135701 :     deg = maxss(deg, F2x_degree(gel(b, i)));
    1813      206857 :   return deg;
    1814             : }
    1815             : 
    1816             : GEN
    1817         553 : FlxX_to_F2xX(GEN B)
    1818             : {
    1819         553 :   long lb=lg(B);
    1820             :   long i;
    1821         553 :   GEN b=cgetg(lb,t_POL);
    1822         553 :   b[1]=evalsigne(1)|(((ulong)B[1])&VARNBITS);
    1823        3003 :   for (i=2; i<lb; i++)
    1824        2450 :     gel(b,i) = Flx_to_F2x(gel(B,i));
    1825         553 :   return F2xX_renormalize(b, lb);
    1826             : }
    1827             : 
    1828             : GEN
    1829        4445 : ZXX_to_F2xX(GEN B, long v)
    1830             : {
    1831        4445 :   long lb=lg(B);
    1832             :   long i;
    1833        4445 :   GEN b=cgetg(lb,t_POL);
    1834        4445 :   b[1]=evalsigne(1)|(((ulong)B[1])&VARNBITS);
    1835       20944 :   for (i=2; i<lb; i++)
    1836       16499 :     switch (typ(gel(B,i)))
    1837             :     {
    1838             :     case t_INT:
    1839        6727 :       gel(b,i) = Z_to_F2x(gel(B,i), v);
    1840        6727 :       break;
    1841             :     case t_POL:
    1842        9772 :       gel(b,i) = ZX_to_F2x(gel(B,i));
    1843        9772 :       break;
    1844             :     }
    1845        4445 :   return F2xX_renormalize(b, lb);
    1846             : }
    1847             : 
    1848             : GEN
    1849         889 : F2xX_to_ZXX(GEN B)
    1850             : {
    1851         889 :   long i, lb = lg(B);
    1852         889 :   GEN b = cgetg(lb,t_POL);
    1853        2723 :   for (i=2; i<lb; i++)
    1854             :   {
    1855        1834 :     GEN c = gel(B,i);
    1856        1834 :     gel(b,i) = lgpol(c) ?  F2x_equal1(c) ? gen_1 : F2x_to_ZX(c) : gen_0;
    1857             :   }
    1858         889 :   b[1] = B[1]; return b;
    1859             : }
    1860             : 
    1861             : GEN
    1862       80717 : F2xX_deriv(GEN z)
    1863             : {
    1864       80717 :   long i,l = lg(z)-1;
    1865             :   GEN x;
    1866       80717 :   if (l < 2) l = 2;
    1867       80717 :   x = cgetg(l, t_POL); x[1] = z[1];
    1868       80717 :   for (i=2; i<l; i++) gel(x,i) = odd(i) ? pol0_F2x(mael(z,i+1,1)): gel(z,i+1);
    1869       80717 :   return F2xX_renormalize(x,l);
    1870             : }
    1871             : 
    1872             : static GEN
    1873       13395 : F2xX_addspec(GEN x, GEN y, long lx, long ly)
    1874             : {
    1875             :   long i,lz;
    1876             :   GEN z;
    1877       13395 :   if (ly>lx) swapspec(x,y, lx,ly);
    1878       13395 :   lz = lx+2; z = cgetg(lz, t_POL);
    1879       13395 :   for (i=0; i<ly; i++) gel(z,i+2) = F2x_add(gel(x,i), gel(y,i));
    1880       13395 :   for (   ; i<lx; i++) gel(z,i+2) = F2x_copy(gel(x,i));
    1881       13395 :   return F2xX_renormalize(z, lz);
    1882             : }
    1883             : 
    1884             : GEN
    1885      422296 : F2xX_add(GEN x, GEN y)
    1886             : {
    1887             :   long i,lz;
    1888             :   GEN z;
    1889      422296 :   long lx=lg(x);
    1890      422296 :   long ly=lg(y);
    1891      422296 :   if (ly>lx) swapspec(x,y, lx,ly);
    1892      422296 :   lz = lx; z = cgetg(lz, t_POL); z[1]=x[1];
    1893      422296 :   for (i=2; i<ly; i++) gel(z,i) = F2x_add(gel(x,i), gel(y,i));
    1894      422296 :   for (   ; i<lx; i++) gel(z,i) = F2x_copy(gel(x,i));
    1895      422296 :   return F2xX_renormalize(z, lz);
    1896             : }
    1897             : 
    1898             : GEN
    1899           0 : F2xX_F2x_add(GEN x, GEN y)
    1900             : {
    1901           0 :   long i, lz = lg(y);
    1902             :   GEN z;
    1903           0 :   if (signe(y) == 0) return scalarpol(x, varn(y));
    1904           0 :   z = cgetg(lz,t_POL); z[1] = y[1];
    1905           0 :   gel(z,2) = F2x_add(gel(y,2), x);
    1906           0 :   if (lz == 3) z = F2xX_renormalize(z,lz);
    1907             :   else
    1908           0 :     for(i=3;i<lz;i++) gel(z,i) = F2x_copy(gel(y,i));
    1909           0 :   return z;
    1910             : }
    1911             : 
    1912             : GEN
    1913      480557 : F2xX_F2x_mul(GEN P, GEN U)
    1914             : {
    1915      480557 :   long i, lP = lg(P);
    1916      480557 :   GEN res = cgetg(lP,t_POL);
    1917      480557 :   res[1] = P[1];
    1918     2325911 :   for(i=2; i<lP; i++)
    1919     1845354 :     gel(res,i) = F2x_mul(U,gel(P,i));
    1920      480557 :   return F2xX_renormalize(res, lP);
    1921             : }
    1922             : 
    1923             : GEN
    1924      136325 : F2xY_F2xqV_evalx(GEN P, GEN x, GEN T)
    1925             : {
    1926      136325 :   long i, lP = lg(P);
    1927      136325 :   GEN res = cgetg(lP,t_POL);
    1928      136325 :   res[1] = P[1];
    1929      616658 :   for(i=2; i<lP; i++)
    1930      480333 :     gel(res,i) = F2x_F2xqV_eval(gel(P,i), x, T);
    1931      136325 :   return F2xX_renormalize(res, lP);
    1932             : }
    1933             : 
    1934             : GEN
    1935           0 : F2xY_F2xq_evalx(GEN P, GEN x, GEN T)
    1936             : {
    1937           0 :   pari_sp av = avma;
    1938           0 :   long n = brent_kung_optpow(F2x_degree(T)-1,lgpol(P),1);
    1939           0 :   GEN xp = F2xq_powers(x, n, T);
    1940           0 :   return gerepileupto(av, F2xY_F2xqV_evalx(P, xp, T));
    1941             : }
    1942             : 
    1943             : static GEN
    1944       56116 : F2xX_to_Kronecker_spec(GEN P, long n, long d)
    1945             : {
    1946       56116 :   long i, k, l, N = 2*d + 1;
    1947       56116 :   long dP = n+1;
    1948             :   GEN x;
    1949       56116 :   if (n == 0) return pol0_Flx(P[1]&VARNBITS);
    1950       55668 :   l = nbits2nlong(N*dP+d+1);
    1951       55668 :   x = zero_zv(l+1);
    1952      653068 :   for (k=i=0; i<n; i++, k+=N)
    1953             :   {
    1954      597400 :     GEN c = gel(P,i);
    1955      597400 :     F2x_addshiftip(x, c, k);
    1956             :   }
    1957       55668 :   x[1] = P[1]&VARNBITS; return F2x_renormalize(x, l+2);
    1958             : }
    1959             : 
    1960             : GEN
    1961      306690 : F2xX_to_Kronecker(GEN P, long d)
    1962             : {
    1963      306690 :   long i, k, l, N = 2*d + 1;
    1964      306690 :   long dP = degpol(P);
    1965             :   GEN x;
    1966      306690 :   if (dP < 0) return pol0_Flx(P[1]&VARNBITS);
    1967      305578 :   l = nbits2nlong(N*dP+d+1);
    1968      305578 :   x = zero_zv(l+1);
    1969     1680232 :   for (k=i=0; i<=dP; i++, k+=N)
    1970             :   {
    1971     1374654 :     GEN c = gel(P,i+2);
    1972     1374654 :     F2x_addshiftip(x, c, k);
    1973             :   }
    1974      305578 :   x[1] = P[1]&VARNBITS; return F2x_renormalize(x, l+2);
    1975             : }
    1976             : 
    1977             : static GEN
    1978     1787979 : F2x_slice(GEN x, long n, long d)
    1979             : {
    1980     1787979 :   ulong ib, il=dvmduBIL(n, &ib);
    1981     1787979 :   ulong db, dl=dvmduBIL(d, &db);
    1982     1787979 :   long lN = dl+2+(db?1:0);
    1983     1787979 :   GEN t = cgetg(lN,t_VECSMALL);
    1984     1787979 :   t[1] = x[1];
    1985     1787979 :   if (ib)
    1986             :   {
    1987     1598919 :     ulong i, ic = BITS_IN_LONG-ib;
    1988     1598919 :     ulong r = uel(x,2+il)>>ib;
    1989     1602281 :     for(i=0; i<dl; i++)
    1990             :     {
    1991        3362 :       uel(t,2+i) = (uel(x,3+il+i)<<ic)|r;
    1992        3362 :       r = uel(x,3+il+i)>>ib;
    1993             :     }
    1994     1598919 :     if (db)
    1995     1598906 :       uel(t,2+i) = (uel(x,3+il+i)<<ic)|r;
    1996             :   }
    1997             :   else
    1998             :   {
    1999             :     long i;
    2000      379515 :     for(i=2; i<lN; i++)
    2001      190455 :       uel(t,i) = uel(x,il+i);
    2002             :   }
    2003     1787979 :   if (db) uel(t,lN-1) &= (1UL<<db)-1;
    2004     1787979 :   return F2x_renormalize(t, lN);
    2005             : }
    2006             : 
    2007             : GEN
    2008      181403 : Kronecker_to_F2xqX(GEN z, GEN T)
    2009             : {
    2010      181403 :   long lz = F2x_degree(z)+1;
    2011      181403 :   long i, j, N = F2x_degree(T)*2 + 1;
    2012      181403 :   long lx = lz / (N-2);
    2013      181403 :   GEN x = cgetg(lx+3,t_POL);
    2014      181403 :   x[1] = z[1];
    2015     1969382 :   for (i=0, j=2; i<lz; i+=N, j++)
    2016             :   {
    2017     1787979 :     GEN t = F2x_slice(z,i,minss(lz-i,N));
    2018     1787979 :     t[1] = T[1];
    2019     1787979 :     gel(x,j) = F2x_rem(t, T);
    2020             :   }
    2021      181403 :   return F2xX_renormalize(x, j);
    2022             : }
    2023             : 
    2024             : /***********************************************************************/
    2025             : /**                                                                   **/
    2026             : /**                             F2xXV/F2xXC                           **/
    2027             : /**                                                                   **/
    2028             : /***********************************************************************/
    2029             : 
    2030             : GEN
    2031         252 : FlxXC_to_F2xXC(GEN x)
    2032         252 : { pari_APPLY_type(t_COL, FlxX_to_F2xX(gel(x,i))); }
    2033             : 
    2034             : GEN
    2035         763 : F2xXC_to_ZXXC(GEN x)
    2036         763 : { pari_APPLY_type(t_COL, F2xX_to_ZXX(gel(x,i))); }
    2037             : 
    2038             : /***********************************************************************/
    2039             : /**                                                                   **/
    2040             : /**                             F2xqX                                 **/
    2041             : /**                                                                   **/
    2042             : /***********************************************************************/
    2043             : 
    2044             : static GEN
    2045      783104 : get_F2xqX_red(GEN T, GEN *B)
    2046             : {
    2047      783104 :   if (typ(T)!=t_VEC) { *B=NULL; return T; }
    2048        5374 :   *B = gel(T,1); return gel(T,2);
    2049             : }
    2050             : 
    2051             : GEN
    2052        2744 : random_F2xqX(long d1, long v, GEN T)
    2053             : {
    2054        2744 :   long dT = F2x_degree(T), vT = T[1];
    2055        2744 :   long i, d = d1+2;
    2056        2744 :   GEN y = cgetg(d,t_POL); y[1] = evalsigne(1) | evalvarn(v);
    2057        2744 :   for (i=2; i<d; i++) gel(y,i) = random_F2x(dT, vT);
    2058        2744 :   return FlxX_renormalize(y,d);
    2059             : }
    2060             : 
    2061             : GEN
    2062      664566 : F2xqX_red(GEN z, GEN T)
    2063             : {
    2064             :   GEN res;
    2065      664566 :   long i, l = lg(z);
    2066      664566 :   res = cgetg(l,t_POL); res[1] = z[1];
    2067      664566 :   for(i=2;i<l;i++) gel(res,i) = F2x_rem(gel(z,i),T);
    2068      664566 :   return F2xX_renormalize(res,l);
    2069             : }
    2070             : 
    2071             : GEN
    2072        7551 : F2xqX_F2xq_mul(GEN P, GEN U, GEN T)
    2073             : {
    2074        7551 :   long i, lP = lg(P);
    2075        7551 :   GEN res = cgetg(lP,t_POL);
    2076        7551 :   res[1] = P[1];
    2077       41383 :   for(i=2; i<lP; i++)
    2078       33832 :     gel(res,i) = F2xq_mul(U,gel(P,i), T);
    2079        7551 :   return F2xX_renormalize(res, lP);
    2080             : }
    2081             : 
    2082             : GEN
    2083      206178 : F2xqX_F2xq_mul_to_monic(GEN P, GEN U, GEN T)
    2084             : {
    2085      206178 :   long i, lP = lg(P);
    2086      206178 :   GEN res = cgetg(lP,t_POL);
    2087      206178 :   res[1] = P[1];
    2088      206178 :   for(i=2; i<lP-1; i++) gel(res,i) = F2xq_mul(U,gel(P,i), T);
    2089      206178 :   gel(res,lP-1) = pol1_F2x(T[1]);
    2090      206178 :   return F2xX_renormalize(res, lP);
    2091             : }
    2092             : 
    2093             : GEN
    2094      206192 : F2xqX_normalize(GEN z, GEN T)
    2095             : {
    2096      206192 :   GEN p1 = leading_coeff(z);
    2097      206192 :   if (!lgpol(z) || (!degpol(p1) && p1[1] == 1)) return z;
    2098      206178 :   return F2xqX_F2xq_mul_to_monic(z, F2xq_inv(p1,T), T);
    2099             : }
    2100             : 
    2101             : GEN
    2102      153345 : F2xqX_mul(GEN x, GEN y, GEN T)
    2103             : {
    2104      153345 :   pari_sp ltop=avma;
    2105             :   GEN z,kx,ky;
    2106      153345 :   kx= F2xX_to_Kronecker(x, F2x_degree(T));
    2107      153345 :   ky= F2xX_to_Kronecker(y, F2x_degree(T));
    2108      153345 :   z = F2x_mul(ky, kx);
    2109      153345 :   z = Kronecker_to_F2xqX(z,T);
    2110      153345 :   return gerepileupto(ltop,z);
    2111             : }
    2112             : 
    2113             : static GEN
    2114       28058 : F2xqX_mulspec(GEN x, GEN y, GEN T, long nx, long ny)
    2115             : {
    2116       28058 :   pari_sp ltop=avma;
    2117             :   GEN z,kx,ky;
    2118       28058 :   kx= F2xX_to_Kronecker_spec(x, nx, F2x_degree(T));
    2119       28058 :   ky= F2xX_to_Kronecker_spec(y, ny, F2x_degree(T));
    2120       28058 :   z = F2x_mul(ky, kx);
    2121       28058 :   z = Kronecker_to_F2xqX(z,T);
    2122       28058 :   return gerepileupto(ltop,z);
    2123             : }
    2124             : 
    2125             : GEN
    2126      105084 : F2xqX_sqr(GEN x, GEN T)
    2127             : {
    2128      105084 :   long d = degpol(x), l = 2*d+3;
    2129             :   GEN z;
    2130      105084 :   if (!signe(x)) return pol_0(varn(x));
    2131      105077 :   z = cgetg(l,t_POL);
    2132      105077 :   z[1] = x[1];
    2133      105077 :   if (d > 0)
    2134             :   {
    2135      104993 :     GEN u = pol0_F2x(T[1]);
    2136             :     long i,j;
    2137      269311 :     for (i=2,j=2; i<d+2; i++,j+=2)
    2138             :     {
    2139      164318 :       gel(z, j) = F2xq_sqr(gel(x, i), T);
    2140      164318 :       gel(z, j+1) = u;
    2141             :     }
    2142             :   }
    2143      105077 :   gel(z, 2+2*d) = F2xq_sqr(gel(x, 2+d), T);
    2144      105077 :   return FlxX_renormalize(z, l);
    2145             : }
    2146             : 
    2147             : static GEN
    2148      542984 : F2xqX_divrem_basecase(GEN x, GEN y, GEN T, GEN *pr)
    2149             : {
    2150             :   long vx, dx, dy, dz, i, j, sx, lr;
    2151             :   pari_sp av0, av, tetpil;
    2152             :   GEN z,p1,rem,lead;
    2153             : 
    2154      542984 :   if (!signe(y)) pari_err_INV("F2xqX_divrem",y);
    2155      542984 :   vx=varn(x); dy=degpol(y); dx=degpol(x);
    2156      542984 :   if (dx < dy)
    2157             :   {
    2158           0 :     if (pr)
    2159             :     {
    2160           0 :       av0 = avma; x = F2xqX_red(x, T);
    2161           0 :       if (pr == ONLY_DIVIDES) { avma=av0; return signe(x)? NULL: pol_0(vx); }
    2162           0 :       if (pr == ONLY_REM) return x;
    2163           0 :       *pr = x;
    2164             :     }
    2165           0 :     return pol_0(vx);
    2166             :   }
    2167      542984 :   lead = leading_term(y);
    2168      542984 :   if (!dy) /* y is constant */
    2169             :   {
    2170      114975 :     if (pr && pr != ONLY_DIVIDES)
    2171             :     {
    2172      104923 :       if (pr == ONLY_REM) return pol_0(vx);
    2173           7 :       *pr = pol_0(vx);
    2174             :     }
    2175       10059 :     if (F2x_equal1(lead)) return gcopy(x);
    2176        7000 :     av0 = avma; x = F2xqX_F2xq_mul(x,F2xq_inv(lead,T),T);
    2177        7000 :     return gerepileupto(av0,x);
    2178             :   }
    2179      428009 :   av0 = avma; dz = dx-dy;
    2180      428009 :   lead = F2x_equal1(lead)? NULL: gclone(F2xq_inv(lead,T));
    2181      428009 :   avma = av0;
    2182      428009 :   z = cgetg(dz+3,t_POL); z[1] = x[1];
    2183      428009 :   x += 2; y += 2; z += 2;
    2184             : 
    2185      428009 :   p1 = gel(x,dx); av = avma;
    2186      428009 :   gel(z,dz) = lead? gerepileupto(av, F2xq_mul(p1,lead, T)): leafcopy(p1);
    2187     1227139 :   for (i=dx-1; i>=dy; i--)
    2188             :   {
    2189      799130 :     av=avma; p1=gel(x,i);
    2190     2260757 :     for (j=i-dy+1; j<=i && j<=dz; j++)
    2191     1461627 :       p1 = F2x_add(p1, F2x_mul(gel(z,j),gel(y,i-j)));
    2192      799130 :     if (lead) p1 = F2x_mul(p1, lead);
    2193      799130 :     tetpil=avma; gel(z,i-dy) = gerepile(av,tetpil,F2x_rem(p1,T));
    2194             :   }
    2195      428009 :   if (!pr) { if (lead) gunclone(lead); return z-2; }
    2196             : 
    2197      404923 :   rem = (GEN)avma; av = (pari_sp)new_chunk(dx+3);
    2198      627043 :   for (sx=0; ; i--)
    2199             :   {
    2200      849163 :     p1 = gel(x,i);
    2201     1892390 :     for (j=0; j<=i && j<=dz; j++)
    2202     1265347 :       p1 = F2x_add(p1, F2x_mul(gel(z,j),gel(y,i-j)));
    2203      627043 :     tetpil=avma; p1 = F2x_rem(p1, T); if (lgpol(p1)) { sx = 1; break; }
    2204      285174 :     if (!i) break;
    2205      222120 :     avma=av;
    2206             :   }
    2207      404923 :   if (pr == ONLY_DIVIDES)
    2208             :   {
    2209           0 :     if (lead) gunclone(lead);
    2210           0 :     if (sx) { avma=av0; return NULL; }
    2211           0 :     avma = (pari_sp)rem; return z-2;
    2212             :   }
    2213      404923 :   lr=i+3; rem -= lr;
    2214      404923 :   rem[0] = evaltyp(t_POL) | evallg(lr);
    2215      404923 :   rem[1] = z[-1];
    2216      404923 :   p1 = gerepile((pari_sp)rem,tetpil,p1);
    2217      404923 :   rem += 2; gel(rem,i) = p1;
    2218     1350727 :   for (i--; i>=0; i--)
    2219             :   {
    2220      945804 :     av=avma; p1 = gel(x,i);
    2221     3002392 :     for (j=0; j<=i && j<=dz; j++)
    2222     2056588 :       p1 = F2x_add(p1, F2x_mul(gel(z,j),gel(y,i-j)));
    2223      945804 :     tetpil=avma; gel(rem,i) = gerepile(av,tetpil, F2x_rem(p1, T));
    2224             :   }
    2225      404923 :   rem -= 2;
    2226      404923 :   if (lead) gunclone(lead);
    2227      404923 :   if (!sx) (void)F2xX_renormalize(rem, lr);
    2228      404923 :   if (pr == ONLY_REM) return gerepileupto(av0,rem);
    2229           7 :   *pr = rem; return z-2;
    2230             : }
    2231             : 
    2232             : static GEN
    2233       26891 : F2xX_recipspec(GEN x, long l, long n, long vs)
    2234             : {
    2235             :   long i;
    2236       26891 :   GEN z=cgetg(n+2,t_POL)+2;
    2237      266480 :   for(i=0; i<l; i++)
    2238      239589 :     gel(z,n-i-1) = F2x_copy(gel(x,i));
    2239       27339 :   for(   ; i<n; i++)
    2240         448 :     gel(z,n-i-1) = pol0_F2x(vs);
    2241       26891 :   return F2xX_renormalize(z-2,n+2);
    2242             : }
    2243             : 
    2244             : static GEN
    2245         408 : F2xqX_invBarrett_basecase(GEN T, GEN Q)
    2246             : {
    2247         408 :   long i, l=lg(T)-1, lr = l-1, k;
    2248         408 :   long sv=Q[1];
    2249         408 :   GEN r=cgetg(lr,t_POL); r[1]=T[1];
    2250         408 :   gel(r,2) = pol1_F2x(sv);
    2251        1508 :   for (i=3;i<lr;i++)
    2252             :   {
    2253        1100 :     pari_sp ltop=avma;
    2254        1100 :     GEN u = gel(T,l-i+2);
    2255        5736 :     for (k=3;k<i;k++)
    2256        4636 :       u = F2x_add(u, F2xq_mul(gel(T,l-i+k),gel(r,k),Q));
    2257        1100 :     gel(r,i) = gerepileupto(ltop, u);
    2258             :   }
    2259         408 :   r = F2xX_renormalize(r,lr);
    2260         408 :   return r;
    2261             : }
    2262             : 
    2263             : /* Return new lgpol */
    2264             : static long
    2265       28692 : F2xX_lgrenormalizespec(GEN x, long lx)
    2266             : {
    2267             :   long i;
    2268       28692 :   for (i = lx-1; i>=0; i--)
    2269       28692 :     if (lgpol(gel(x,i))) break;
    2270       28692 :   return i+1;
    2271             : }
    2272             : 
    2273             : static GEN
    2274         101 : F2xqX_invBarrett_Newton(GEN S, GEN T)
    2275             : {
    2276         101 :   pari_sp av = avma;
    2277         101 :   long nold, lx, lz, lq, l = degpol(S), i, lQ;
    2278         101 :   GEN q, y, z, x = cgetg(l+2, t_POL) + 2;
    2279         101 :   long dT = F2x_degree(T);
    2280         101 :   ulong mask = quadratic_prec_mask(l-2); /* assume l > 2 */
    2281         101 :   for (i=0;i<l;i++) gel(x,i) = pol0_F2x(T[1]);
    2282         101 :   q = F2xX_recipspec(S+2,l+1,l+1,dT);
    2283         101 :   lQ = lgpol(q); q+=2;
    2284             :   /* We work on _spec_ FlxX's, all the l[xzq] below are lgpol's */
    2285             : 
    2286             :   /* initialize */
    2287         101 :   gel(x,0) = F2xq_inv(gel(q,0),T);
    2288         101 :   if (lQ>1 && F2x_degree(gel(q,1)) >= dT)
    2289           0 :     gel(q,1) = F2x_rem(gel(q,1), T);
    2290         101 :   if (lQ>1 && lgpol(gel(q,1)))
    2291         101 :   {
    2292         101 :     GEN u = gel(q, 1);
    2293         101 :     if (!F2x_equal1(gel(x,0))) u = F2xq_mul(u, F2xq_sqr(gel(x,0), T), T);
    2294         101 :     else u = F2x_copy(u);
    2295         101 :     gel(x,1) = u; lx = 2;
    2296             :   }
    2297             :   else
    2298           0 :     lx = 1;
    2299         101 :   nold = 1;
    2300         836 :   for (; mask > 1; )
    2301             :   { /* set x -= x(x*q - 1) + O(t^(nnew + 1)), knowing x*q = 1 + O(t^(nold+1)) */
    2302         634 :     long i, lnew, nnew = nold << 1;
    2303             : 
    2304         634 :     if (mask & 1) nnew--;
    2305         634 :     mask >>= 1;
    2306             : 
    2307         634 :     lnew = nnew + 1;
    2308         634 :     lq = F2xX_lgrenormalizespec(q, minss(lQ,lnew));
    2309         634 :     z = F2xqX_mulspec(x, q, T, lx, lq); /* FIXME: high product */
    2310         634 :     lz = lgpol(z); if (lz > lnew) lz = lnew;
    2311         634 :     z += 2;
    2312             :     /* subtract 1 [=>first nold words are 0]: renormalize so that z(0) != 0 */
    2313         634 :     for (i = nold; i < lz; i++) if (lgpol(gel(z,i))) break;
    2314         634 :     nold = nnew;
    2315         634 :     if (i >= lz) continue; /* z-1 = 0(t^(nnew + 1)) */
    2316             : 
    2317             :     /* z + i represents (x*q - 1) / t^i */
    2318         634 :     lz = F2xX_lgrenormalizespec (z+i, lz-i);
    2319         634 :     z = F2xqX_mulspec(x, z+i, T, lx, lz); /* FIXME: low product */
    2320         634 :     lz = lgpol(z); z += 2;
    2321         634 :     if (lz > lnew-i) lz = F2xX_lgrenormalizespec(z, lnew-i);
    2322             : 
    2323         634 :     lx = lz+ i;
    2324         634 :     y  = x + i; /* x -= z * t^i, in place */
    2325         634 :     for (i = 0; i < lz; i++) gel(y,i) = gel(z,i);
    2326             :   }
    2327         101 :   x -= 2; setlg(x, lx + 2); x[1] = S[1];
    2328         101 :   return gerepilecopy(av, x);
    2329             : }
    2330             : 
    2331             : /* x/polrecip(P)+O(x^n) */
    2332             : GEN
    2333         813 : F2xqX_invBarrett(GEN T, GEN Q)
    2334             : {
    2335         813 :   pari_sp ltop=avma;
    2336         813 :   long l=lg(T), v = varn(T);
    2337             :   GEN r;
    2338         813 :   GEN c = gel(T,l-1);
    2339         813 :   if (l<5) return pol_0(v);
    2340         509 :   if (l<=F2xqX_INVBARRETT_LIMIT)
    2341             :   {
    2342         408 :     if (!F2x_equal1(c))
    2343             :     {
    2344         272 :       GEN ci = F2xq_inv(c,Q);
    2345         272 :       T = F2xqX_F2xq_mul(T, ci, Q);
    2346         272 :       r = F2xqX_invBarrett_basecase(T,Q);
    2347         272 :       r = F2xqX_F2xq_mul(r,ci,Q);
    2348             :     } else
    2349         136 :       r = F2xqX_invBarrett_basecase(T,Q);
    2350             :   } else
    2351         101 :     r = F2xqX_invBarrett_Newton(T,Q);
    2352         509 :   return gerepileupto(ltop, r);
    2353             : }
    2354             : 
    2355             : GEN
    2356        2639 : F2xqX_get_red(GEN S, GEN T)
    2357             : {
    2358        2639 :   if (typ(S)==t_POL && lg(S)>F2xqX_BARRETT_LIMIT)
    2359         105 :     retmkvec2(F2xqX_invBarrett(S, T), S);
    2360        2534 :   return S;
    2361             : }
    2362             : 
    2363             : /* Compute x mod S where 2 <= degpol(S) <= l+1 <= 2*(degpol(S)-1)
    2364             :  *  * and mg is the Barrett inverse of S. */
    2365             : static GEN
    2366       13395 : F2xqX_divrem_Barrettspec(GEN x, long l, GEN mg, GEN S, GEN T, GEN *pr)
    2367             : {
    2368             :   GEN q, r;
    2369       13395 :   long lt = degpol(S); /*We discard the leading term*/
    2370             :   long ld, lm, lT, lmg;
    2371       13395 :   ld = l-lt;
    2372       13395 :   lm = minss(ld, lgpol(mg));
    2373       13395 :   lT  = F2xX_lgrenormalizespec(S+2,lt);
    2374       13395 :   lmg = F2xX_lgrenormalizespec(mg+2,lm);
    2375       13395 :   q = F2xX_recipspec(x+lt,ld,ld,0);               /* q = rec(x)     lq<=ld*/
    2376       13395 :   q = F2xqX_mulspec(q+2,mg+2,T,lgpol(q),lmg);   /* q = rec(x) * mg lq<=ld+lm*/
    2377       13395 :   q = F2xX_recipspec(q+2,minss(ld,lgpol(q)),ld,0);/* q = rec (rec(x) * mg) lq<=ld*/
    2378       13395 :   if (!pr) return q;
    2379       13395 :   r = F2xqX_mulspec(q+2,S+2,T,lgpol(q),lT);     /* r = q*pol        lr<=ld+lt*/
    2380       13395 :   r = F2xX_addspec(x,r+2,lt,minss(lt,lgpol(r)));/* r = x - r   lr<=lt */
    2381       13395 :   if (pr == ONLY_REM) return r;
    2382       13395 :   *pr = r; return q;
    2383             : }
    2384             : 
    2385             : static GEN
    2386        3383 : F2xqX_divrem_Barrett_noGC(GEN x, GEN mg, GEN S, GEN T, GEN *pr)
    2387             : {
    2388        3383 :   long l = lgpol(x), lt = degpol(S), lm = 2*lt-1;
    2389        3383 :   GEN q = NULL, r;
    2390             :   long i;
    2391        3383 :   if (l <= lt)
    2392             :   {
    2393           0 :     if (pr == ONLY_REM) return RgX_copy(x);
    2394           0 :     if (pr == ONLY_DIVIDES) return signe(x)? NULL: pol_0(varn(x));
    2395           0 :     if (pr) *pr =  RgX_copy(x);
    2396           0 :     return pol_0(varn(x));
    2397             :   }
    2398        3383 :   if (lt <= 1)
    2399         304 :     return F2xqX_divrem_basecase(x,S,T,pr);
    2400        3079 :   if (pr != ONLY_REM && l>lm)
    2401             :   {
    2402         132 :     long vT = get_F2x_var(T);
    2403         132 :     q = cgetg(l-lt+2, t_POL);
    2404         132 :     for (i=0;i<l-lt;i++) gel(q+2,i) = pol0_F2x(vT);
    2405             :   }
    2406        3079 :   r = l>lm ? shallowcopy(x): x;
    2407       16474 :   while (l>lm)
    2408             :   {
    2409       10316 :     GEN zr, zq = F2xqX_divrem_Barrettspec(r+2+l-lm,lm,mg,S,T,&zr);
    2410       10316 :     long lz = lgpol(zr);
    2411       10316 :     if (pr != ONLY_REM)
    2412             :     {
    2413        3588 :       long lq = lgpol(zq);
    2414        3588 :       for(i=0; i<lq; i++) gel(q+2+l-lm,i) = gel(zq,2+i);
    2415             :     }
    2416       10316 :     for(i=0; i<lz; i++) gel(r+2+l-lm,i) = gel(zr,2+i);
    2417       10316 :     l = l-lm+lz;
    2418             :   }
    2419        3079 :   if (pr != ONLY_REM)
    2420             :   {
    2421         140 :     if (l > lt)
    2422             :     {
    2423         140 :       GEN zq = F2xqX_divrem_Barrettspec(r+2,l,mg,S,T,&r);
    2424         140 :       if (!q) q = zq;
    2425             :       else
    2426             :       {
    2427         132 :         long lq = lgpol(zq);
    2428         132 :         for(i=0; i<lq; i++) gel(q+2,i) = gel(zq,2+i);
    2429             :       }
    2430             :     }
    2431             :     else
    2432           0 :     { setlg(r, l+2); r = RgX_copy(r); }
    2433             :   }
    2434             :   else
    2435             :   {
    2436        2939 :     if (l > lt)
    2437        2939 :       (void) F2xqX_divrem_Barrettspec(r+2,l,mg,S,T,&r);
    2438             :     else
    2439           0 :     { setlg(r, l+2); r = RgX_copy(r); }
    2440        2939 :     r[1] = x[1]; return F2xX_renormalize(r, lg(r));
    2441             :   }
    2442         140 :   if (pr) { r[1] = x[1]; r = F2xX_renormalize(r, lg(r)); }
    2443         140 :   q[1] = x[1]; q = F2xX_renormalize(q, lg(q));
    2444         140 :   if (pr == ONLY_DIVIDES) return signe(r)? NULL: q;
    2445         140 :   if (pr) *pr = r;
    2446         140 :   return q;
    2447             : }
    2448             : 
    2449             : GEN
    2450       33292 : F2xqX_divrem(GEN x, GEN S, GEN T, GEN *pr)
    2451             : {
    2452       33292 :   GEN B, y = get_F2xqX_red(S, &B);
    2453       33292 :   long dy = degpol(y), dx = degpol(x), d = dx-dy;
    2454       33292 :   if (pr==ONLY_REM) return F2xqX_rem(x, y, T);
    2455       33292 :   if (!B && d+3 < F2xqX_DIVREM_BARRETT_LIMIT)
    2456       32976 :     return F2xqX_divrem_basecase(x,y,T,pr);
    2457             :   else
    2458             :   {
    2459         316 :     pari_sp av=avma;
    2460         316 :     GEN mg = B? B: F2xqX_invBarrett(y, T);
    2461         316 :     GEN q = F2xqX_divrem_Barrett_noGC(x,mg,y,T,pr);
    2462         316 :     if (!q) {avma=av; return NULL;}
    2463         316 :     if (!pr || pr==ONLY_DIVIDES) return gerepilecopy(av, q);
    2464           0 :     gerepileall(av,2,&q,pr);
    2465           0 :     return q;
    2466             :   }
    2467             : }
    2468             : 
    2469             : GEN
    2470      749812 : F2xqX_rem(GEN x, GEN S, GEN T)
    2471             : {
    2472      749812 :   GEN B, y = get_F2xqX_red(S, &B);
    2473      749812 :   long dy = degpol(y), dx = degpol(x), d = dx-dy;
    2474      749812 :   if (d < 0) return F2xqX_red(x, T);
    2475      512771 :   if (!B && d+3 < F2xqX_REM_BARRETT_LIMIT)
    2476      509704 :     return F2xqX_divrem_basecase(x,y, T, ONLY_REM);
    2477             :   else
    2478             :   {
    2479        3067 :     pari_sp av=avma;
    2480        3067 :     GEN mg = B? B: F2xqX_invBarrett(y, T);
    2481        3067 :     GEN r = F2xqX_divrem_Barrett_noGC(x, mg, y, T, ONLY_REM);
    2482        3067 :     return gerepileupto(av, r);
    2483             :   }
    2484             : }
    2485             : 
    2486             : GEN
    2487      169113 : F2xqX_gcd(GEN a, GEN b, GEN T)
    2488             : {
    2489      169113 :   pari_sp av = avma, av0=avma;
    2490      865774 :   while (signe(b))
    2491             :   {
    2492             :     GEN c;
    2493      527548 :     if (gc_needed(av0,2))
    2494             :     {
    2495           0 :       if (DEBUGMEM>1) pari_warn(warnmem,"F2xqX_gcd (d = %ld)",degpol(b));
    2496           0 :       gerepileall(av0,2, &a,&b);
    2497             :     }
    2498      527548 :     av = avma; c = F2xqX_rem(a, b, T); a=b; b=c;
    2499             :   }
    2500      169113 :   avma = av; return a;
    2501             : }
    2502             : 
    2503             : GEN
    2504           7 : F2xqX_extgcd(GEN a, GEN b, GEN T,  GEN *ptu, GEN *ptv)
    2505             : {
    2506           7 :   pari_sp av=avma;
    2507             :   GEN u,v,d,d1,v1;
    2508           7 :   long vx = varn(a);
    2509           7 :   d = a; d1 = b;
    2510           7 :   v = pol_0(vx); v1 = pol1_F2xX(vx, get_F2x_var(T));
    2511          28 :   while (signe(d1))
    2512             :   {
    2513          14 :     GEN r, q = F2xqX_divrem(d, d1, T, &r);
    2514          14 :     v = F2xX_add(v,F2xqX_mul(q,v1,T));
    2515          14 :     u=v; v=v1; v1=u;
    2516          14 :     u=r; d=d1; d1=u;
    2517          14 :     if (gc_needed(av,2))
    2518             :     {
    2519           0 :       if (DEBUGMEM>1) pari_warn(warnmem,"F2xqX_extgcd (d = %ld)",degpol(d));
    2520           0 :       gerepileall(av,5, &d,&d1,&u,&v,&v1);
    2521             :     }
    2522             :   }
    2523           7 :   if (ptu) *ptu = F2xqX_div(F2xX_add(d,F2xqX_mul(b,v, T)), a, T);
    2524           7 :   *ptv = v; return d;
    2525             : }
    2526             : 
    2527             : static GEN
    2528           0 : _F2xqX_mul(void *data,GEN a,GEN b)
    2529           0 : { return F2xqX_mul(a,b, (GEN) data); }
    2530             : 
    2531             : static GEN
    2532           0 : _F2xqX_sqr(void *data,GEN a)
    2533           0 : { return F2xqX_sqr(a, (GEN) data); }
    2534             : 
    2535             : GEN
    2536           0 : F2xqX_powu(GEN x, ulong n, GEN T)
    2537             : {
    2538           0 :   return gen_powu(x, n, (void*)T, &_F2xqX_sqr, &_F2xqX_mul);
    2539             : }
    2540             : 
    2541             : /***********************************************************************/
    2542             : /**                                                                   **/
    2543             : /**                             F2xqXQ                                **/
    2544             : /**                                                                   **/
    2545             : /***********************************************************************/
    2546             : 
    2547             : GEN
    2548      114513 : F2xqXQ_mul(GEN x, GEN y, GEN S, GEN T) {
    2549      114513 :   return F2xqX_rem(F2xqX_mul(x,y,T),S,T);
    2550             : }
    2551             : 
    2552             : GEN
    2553      104132 : F2xqXQ_sqr(GEN x, GEN S, GEN T) {
    2554      104132 :   return F2xqX_rem(F2xqX_sqr(x,T),S,T);
    2555             : }
    2556             : 
    2557             : GEN
    2558           7 : F2xqXQ_invsafe(GEN x, GEN S, GEN T)
    2559             : {
    2560           7 :   GEN V, z = F2xqX_extgcd(get_F2xqX_mod(S), x, T, NULL, &V);
    2561           7 :   if (degpol(z)) return NULL;
    2562           7 :   z = F2xq_invsafe(gel(z,2),T);
    2563           7 :   if (!z) return NULL;
    2564           7 :   return F2xqX_F2xq_mul(V, z, T);
    2565             : }
    2566             : 
    2567             : GEN
    2568           7 : F2xqXQ_inv(GEN x, GEN S, GEN T)
    2569             : {
    2570           7 :   pari_sp av = avma;
    2571           7 :   GEN U = F2xqXQ_invsafe(x, S, T);
    2572           7 :   if (!U) pari_err_INV("F2xqXQ_inv",x);
    2573           7 :   return gerepileupto(av, U);
    2574             : }
    2575             : 
    2576             : struct _F2xqXQ {
    2577             :   GEN T, S;
    2578             : };
    2579             : 
    2580             : static GEN
    2581      344239 : _F2xqXQ_add(void *data, GEN x, GEN y) {
    2582             :   (void) data;
    2583      344239 :   return F2xX_add(x,y);
    2584             : }
    2585             : static GEN
    2586      480557 : _F2xqXQ_cmul(void *data, GEN P, long a, GEN x) {
    2587             :   (void) data;
    2588      480557 :   return F2xX_F2x_mul(x,gel(P,a+2));
    2589             : }
    2590             : static GEN
    2591      352303 : _F2xqXQ_red(void *data, GEN x) {
    2592      352303 :   struct _F2xqXQ *d = (struct _F2xqXQ*) data;
    2593      352303 :   return F2xqX_red(x, d->T);
    2594             : }
    2595             : static GEN
    2596      114506 : _F2xqXQ_mul(void *data, GEN x, GEN y) {
    2597      114506 :   struct _F2xqXQ *d = (struct _F2xqXQ*) data;
    2598      114506 :   return F2xqXQ_mul(x,y, d->S,d->T);
    2599             : }
    2600             : static GEN
    2601       32928 : _F2xqXQ_sqr(void *data, GEN x) {
    2602       32928 :   struct _F2xqXQ *d = (struct _F2xqXQ*) data;
    2603       32928 :   return F2xqXQ_sqr(x, d->S,d->T);
    2604             : }
    2605             : static GEN
    2606          56 : _F2xqXQ_zero(void *data) {
    2607          56 :   struct _F2xqXQ *d = (struct _F2xqXQ*) data;
    2608          56 :   return pol_0(get_F2xqX_var(d->S));
    2609             : }
    2610             : static GEN
    2611      375347 : _F2xqXQ_one(void *data) {
    2612      375347 :   struct _F2xqXQ *d = (struct _F2xqXQ*) data;
    2613      375347 :   return pol1_F2xX(get_F2xqX_var(d->S),get_F2x_var(d->T));
    2614             : }
    2615             : 
    2616             : static struct bb_algebra F2xqXQ_algebra = { _F2xqXQ_red,
    2617             :  _F2xqXQ_add, _F2xqXQ_add, _F2xqXQ_mul,_F2xqXQ_sqr,_F2xqXQ_one,_F2xqXQ_zero };
    2618             : 
    2619             : GEN
    2620           7 : F2xqXQ_pow(GEN x, GEN n, GEN S, GEN T)
    2621             : {
    2622             :   struct _F2xqXQ D;
    2623           7 :   long s = signe(n);
    2624           7 :   if (!s) return pol1_F2xX(get_F2xqX_var(S), get_F2x_var(T));
    2625           7 :   if (s < 0) x = F2xqXQ_inv(x,S,T);
    2626           7 :   if (is_pm1(n)) return s < 0 ? x : gcopy(x);
    2627           7 :   if (degpol(x) >= get_F2xqX_degree(S)) x = F2xqX_rem(x,S,T);
    2628           7 :   D.S = S; D.T = T;
    2629           7 :   return gen_pow(x, n, (void*)&D, &_F2xqXQ_sqr, &_F2xqXQ_mul);
    2630             : }
    2631             : 
    2632             : GEN
    2633        7385 : F2xqXQ_powers(GEN x, long l, GEN S, GEN T)
    2634             : {
    2635             :   struct _F2xqXQ D;
    2636        7385 :   int use_sqr = 2*degpol(x) >= get_F2xqX_degree(S);
    2637        7385 :   D.S = S; D.T = T;
    2638        7385 :   return gen_powers(x, l, use_sqr, (void*)&D, &_F2xqXQ_sqr, &_F2xqXQ_mul,&_F2xqXQ_one);
    2639             : }
    2640             : 
    2641             : GEN
    2642       13797 : F2xqX_F2xqXQV_eval(GEN P, GEN V, GEN S, GEN T)
    2643             : {
    2644             :   struct _F2xqXQ D;
    2645       13797 :   D.S = S; D.T = T;
    2646       13797 :   return gen_bkeval_powers(P, degpol(P), V, (void*)&D, &F2xqXQ_algebra,
    2647             :                                                    _F2xqXQ_cmul);
    2648             : }
    2649             : 
    2650             : GEN
    2651      122577 : F2xqX_F2xqXQ_eval(GEN Q, GEN x, GEN S, GEN T)
    2652             : {
    2653             :   struct _F2xqXQ D;
    2654      122577 :   int use_sqr = 2*degpol(x) >= get_F2xqX_degree(S);
    2655      122577 :   D.S = S; D.T = T;
    2656      122577 :   return gen_bkeval(Q, degpol(Q), x, use_sqr, (void*)&D, &F2xqXQ_algebra,
    2657             :                                                     _F2xqXQ_cmul);
    2658             : }
    2659             : 
    2660             : static GEN
    2661       89089 : F2xqXQ_autpow_sqr(void * E, GEN x)
    2662             : {
    2663       89089 :   struct _F2xqXQ *D = (struct _F2xqXQ *)E;
    2664       89089 :   GEN T = D->T;
    2665       89089 :   GEN phi = gel(x,1), S = gel(x,2);
    2666       89089 :   long n = brent_kung_optpow(F2x_degree(T)-1,lgpol(S)+1,1);
    2667       89089 :   GEN V = F2xq_powers(phi, n, T);
    2668       89089 :   GEN phi2 = F2x_F2xqV_eval(phi, V, T);
    2669       89089 :   GEN Sphi = F2xY_F2xqV_evalx(S, V, T);
    2670       89089 :   GEN S2 = F2xqX_F2xqXQ_eval(Sphi, S, D->S, T);
    2671       89089 :   return mkvec2(phi2, S2);
    2672             : }
    2673             : 
    2674             : static GEN
    2675       33488 : F2xqXQ_autpow_mul(void * E, GEN x, GEN y)
    2676             : {
    2677       33488 :   struct _F2xqXQ *D = (struct _F2xqXQ *)E;
    2678       33488 :   GEN T = D->T;
    2679       33488 :   GEN phi1 = gel(x,1), S1 = gel(x,2);
    2680       33488 :   GEN phi2 = gel(y,1), S2 = gel(y,2);
    2681       33488 :   long n = brent_kung_optpow(F2x_degree(T)-1,lgpol(S1)+1,1);
    2682       33488 :   GEN V = F2xq_powers(phi2, n, T);
    2683       33488 :   GEN phi3 = F2x_F2xqV_eval(phi1,V,T);
    2684       33488 :   GEN Sphi = F2xY_F2xqV_evalx(S1,V,T);
    2685       33488 :   GEN S3 = F2xqX_F2xqXQ_eval(Sphi, S2, D->S, T);
    2686       33488 :   return mkvec2(phi3, S3);
    2687             : }
    2688             : 
    2689             : GEN
    2690       70714 : F2xqXQ_autpow(GEN aut, long n, GEN S, GEN T)
    2691             : {
    2692             :   struct _F2xqXQ D;
    2693       70714 :   D.S = S; D.T = T;
    2694       70714 :   return gen_powu(aut,n,&D,F2xqXQ_autpow_sqr,F2xqXQ_autpow_mul);
    2695             : }
    2696             : 
    2697             : static GEN
    2698        6874 : F2xqXQ_auttrace_mul(void *E, GEN x, GEN y)
    2699             : {
    2700        6874 :   struct _F2xqXQ *D = (struct _F2xqXQ *) E;
    2701        6874 :   GEN T = D->T;
    2702        6874 :   GEN phi1 = gel(x,1), S1 = gel(x,2), a1 = gel(x,3);
    2703        6874 :   GEN phi2 = gel(y,1), S2 = gel(y,2), a2 = gel(y,3);
    2704        6874 :   long n2 = brent_kung_optpow(F2x_degree(T)-1, lgpol(S1)+lgpol(a1)+1, 1);
    2705        6874 :   GEN V2 = F2xq_powers(phi2, n2, T);
    2706        6874 :   GEN phi3 = F2x_F2xqV_eval(phi1, V2, T);
    2707        6874 :   GEN Sphi = F2xY_F2xqV_evalx(S1, V2, T);
    2708        6874 :   GEN aphi = F2xY_F2xqV_evalx(a1, V2, T);
    2709        6874 :   long n = brent_kung_optpow(maxss(degpol(Sphi),degpol(aphi)),2,1);
    2710        6874 :   GEN V = F2xqXQ_powers(S2, n, D->S, T);
    2711        6874 :   GEN S3 = F2xqX_F2xqXQV_eval(Sphi, V, D->S, T);
    2712        6874 :   GEN aS = F2xqX_F2xqXQV_eval(aphi, V, D->S, T);
    2713        6874 :   GEN a3 = F2xX_add(aS, a2);
    2714        6874 :   return mkvec3(phi3, S3, a3);
    2715             : }
    2716             : 
    2717             : static GEN
    2718        4613 : F2xqXQ_auttrace_sqr(void *E, GEN x)
    2719        4613 : { return F2xqXQ_auttrace_mul(E, x, x); }
    2720             : 
    2721             : GEN
    2722        2639 : F2xqXQ_auttrace(GEN aut, long n, GEN S, GEN T)
    2723             : {
    2724             :   struct _F2xqXQ D;
    2725        2639 :   D.S = S; D.T = T;
    2726        2639 :   return gen_powu(aut,n,&D,F2xqXQ_auttrace_sqr,F2xqXQ_auttrace_mul);
    2727             : }
    2728             : 
    2729             : GEN
    2730          63 : F2xqXQV_red(GEN x, GEN S, GEN T)
    2731          63 : { pari_APPLY_type(t_VEC, F2xqX_rem(gel(x,i), S, T)) }

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