utils: Make very bad ECM factoring program.
[u/mdw/catacomb] / utils / prim.c
index b279304..39b7e6f 100644 (file)
@@ -1,4 +1,3 @@
-#include <math.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <mLib/quis.h>
 #include <mLib/report.h>
 
-#include "fibrand.h"
-#include "field.h"
-#include "ec.h"
 #include "gf.h"
 #include "gfreduce.h"
 #include "mp.h"
-#include "mpbarrett.h"
-#include "mpint.h"
-#include "mprand.h"
-#include "pgen.h"
-#include "primetab.h"
 
-DA_DECL(mp_v, mp *);
-
-typedef struct fbe {
-  unsigned long p;
-  unsigned e;
-  mp *n;
-} fbe;
-DA_DECL(fbe_v, fbe);
-
-typedef struct fact {
-  mp *p;
-  unsigned e;
-  mp *n;
-  mp *r;
-} fact;
-DA_DECL(fact_v, fact);
-
-static grand *rng;
-
-/*----- Factoring ---------------------------------------------------------*/
-
-static void mpv_free(mp_v *v)
-{
-  size_t i;
-
-  for (i = 0; i < DA_LEN(v); i++)
-    mp_drop(DA(v)[i]);
-  DA_DESTROY(v);
-}
-
-static mp *smallfactors(mp *x, mp_v *v)
-{
-  mp f;
-  mpw fw;
-  mp *y = MP_NEW, *z = MP_NEW;
-  unsigned i;
-
-  MP_COPY(x);
-  mp_build(&f, &fw, &fw + 1);
-#ifdef DEBUG
-  MP_PRINT("target", x);
-#endif
-  for (i = 0; i < NPRIME; i++) {
-  again:
-    fw = primetab[i];
-    mp_div(&y, &z, x, &f);
-    if (MP_ZEROP(z)) {
-#ifdef DEBUG
-      MP_PRINT("factor", &f);
-#endif
-      MP_DROP(x);
-      x = y;
-      y = MP_NEW;
-#ifdef DEBUG
-      MP_PRINT("remainder", x);
-#endif
-      DA_PUSH(v, mp_fromuint(MP_NEW, primetab[i]));
-      goto again;
-    }
-  }
-  mp_drop(y);
-  mp_drop(z);
-  return (x);
-}
-
-#ifdef POLLARDRHO
-static mp *pollardrho(mp *x)
-{
-  unsigned i;
-  mp *y = MP_NEW, *z = MP_NEW, *g = MP_NEW, *t = MP_NEW;
-  mpbarrett mb;
-
-  mpbarrett_create(&mb, x);
-  y = mprand_range(MP_NEW, x, rng, 0); z = MP_COPY(y);
-  for (i = 0; i < 1024; i++) {
-    y = mp_sqr(y, y); y = mpbarrett_reduce(&mb, y, y);
-    z = mp_sqr(z, z); z = mpbarrett_reduce(&mb, z, z);
-    z = mp_sqr(z, z); z = mpbarrett_reduce(&mb, z, z);
-    t = mp_sub(t, y, z);
-    mp_gcd(&g, 0, 0, x, t);
-    if (!MP_EQ(g, MP_ONE))
-      goto done;
-  }
-  MP_DROP(g);
-  g = 0;
-
-done:
-  mpbarrett_destroy(&mb);
-  MP_DROP(y);
-  MP_DROP(z);
-  MP_DROP(t);
-#ifdef DEBUG
-  MP_PRINT("rho factor", g);
-#endif
-  return (g);
-}
-#endif
-
-static void addfbe(fbe_v *v, mp *B, unsigned long p)
-{
-  fbe e;
-  unsigned w;
-  mp *pp = mp_fromulong(MP_NEW, p);
-  mp *qq = MP_NEW, *rr = MP_NEW;
-  mp *t;
-
-  w = 0;
-  qq = MP_COPY(pp);
-  for (;;) {
-    w++;
-    rr = mp_mul(rr, qq, pp);
-    if (MP_CMP(rr, >=, B)) break;
-    t = rr; rr = qq; qq = t;
-  }
-  e.p = p;
-  e.e = w;
-  e.n = qq;
-  MP_DROP(rr);
-  MP_DROP(pp);
-  DA_PUSH(v, e);
-}
-
-static void makefactorbase(mp *x, fbe_v *v)
-{
-  mp *B;
-  unsigned nb;
-  unsigned long max;
-  unsigned long i;
-  size_t j;
-
-  nb = sqrt(mp_bits(x)) * 1.5;
-  B = mp_lsl(MP_NEW, MP_ONE, nb);
-  if (nb < 32)
-    max = 1 << nb;
-  else
-    max = 0xfffffff0;
-
-  addfbe(v, B, 2);
-  for (i = 3; i < max; i++) {
-    for (j = 0; j < DA_LEN(v); j++) {
-      if (i % DA(v)[j].p == 0)
-       goto composite;
-    }
-    addfbe(v, B, i);
-  composite:;
-  }
-
-#ifdef DEBUG
-  for (j = 0; j < DA_LEN(v); j++) {
-    printf("%lu^%u = ", DA(v)[j].p, DA(v)[j].e);
-    mp_writefile(DA(v)[j].n, stdout, 10);
-    putchar('\n');
-  }
-#endif
-}
-
-static void freefactorbase(fbe_v *v)
-{
-  size_t i;
-
-  for (i = 0; i < DA_LEN(v); i++)
-    mp_drop(DA(v)[i].n);
-  DA_DESTROY(v);    
-}
-
-static mp *ecm(mp *x)
-{
-  fbe_v fb = DA_INIT;
-  field *f = field_prime(x);
-  ec_curve *c;
-  ec p;
-  mp *a = MP_NEW, *b = MP_NEW;
-  mp *g = MP_NEW;
-  unsigned i;
-  size_t j;
-
-  makefactorbase(x, &fb);
-  for (;;) {
-    a = mprand_range(a, x, rng, 0);
-    b = mprand_range(b, x, rng, 0);
-    c = ec_primeproj(f, a, b);
-    for (i = 0; i < 1024; i++) {
-      EC_CREATE(&p);
-      p.x = mprand_range(p.x, x, rng, 0);
-      p.y = mprand_range(p.y, x, rng, 0);
-      p.z = MP_ONE;
-      for (j = 0; j < DA_LEN(&fb); j++)
-       ec_imul(c, &p, &p, DA(&fb)[j].n);
-      if (EC_ATINF(&p))
-       continue;
-      mp_gcd(&g, 0, 0, x, p.z);
-      if (!MP_EQ(g, MP_ONE))
-       goto done;
-      EC_DESTROY(&p);
-    }
-    ec_destroycurve(c);
-  }
-
-done:
-  MP_DROP(a); MP_DROP(b);
-  EC_DESTROY(&p);
-  ec_destroycurve(c);
-  F_DESTROY(f);
-  freefactorbase(&fb);
-#ifdef DEBUG
-  MP_PRINT("ecm factor", g);
-#endif
-  return (g);
-}
-
-static void dofactor(mp *x, mp_v *v)
-{
-  mp *f;
-
-  x = smallfactors(x, v); 
-  if (MP_EQ(x, MP_ONE)) return;
-
-#ifdef POLLARDRHO
-  for (;;) {
-    if (pgen_primep(x, rng))
-      goto done;
-    f = pollardrho(x);
-    if (!f) break;
-    dofactor(f, v);
-    mp_div(&x, 0, x, f);
-    MP_DROP(f);
-  }
-#endif
-
-  for (;;) {
-    if (pgen_primep(x, rng))
-      goto done;
-    f = ecm(x);
-    if (!f) break;
-    dofactor(f, v);
-    mp_div(&x, 0, x, f);
-    MP_DROP(f);
-  }
-
-done:
-  DA_PUSH(v, x);
-}
-
-static int cmpmp(const void *a, const void *b)
-{
-  mp *const *aa = a, *const *bb = b;
-  return (mp_cmp(*aa, *bb));
-}
-
-static void factor(mp *x, fact_v *v)
-{
-  fact f;
-  mp_v fv = DA_INIT;
-  mp *e = MP_NEW;
-  size_t i;
-
-  dofactor(x, &fv);
-  qsort(DA(&fv), DA_LEN(&fv), sizeof(mp *), cmpmp);
-  for (i = 0; i < DA_LEN(&fv); ) {
-    f.p = MP_COPY(DA(&fv)[i]);
-    for (f.e = 1, i++;
-        i < DA_LEN(&fv) && MP_EQ(f.p, DA(&fv)[i]);
-        f.e++, i++) ;
-    e = mp_fromuint(e, f.e);
-    f.n = mp_exp(MP_NEW, f.p, e);
-    f.r = MP_NEW;
-    mp_div(&f.r, 0, x, f.p);
-    DA_PUSH(v, f);
-  }
-  mp_drop(e);
-  mpv_free(&fv);
-}
-
-static void freefactors(fact_v *v)
-{
-  size_t i;
-
-  for (i = 0; i < DA_LEN(v); i++) {
-    mp_drop(DA(v)[i].p);
-    mp_drop(DA(v)[i].n);
-    mp_drop(DA(v)[i].r);
-  }
-  DA_DESTROY(v);
-}
-
-
-/*----- Primitive polynomials ---------------------------------------------*/
+#include "factor.h"
 
 static int primitivep(fact_v *f, mp *p)
 {
@@ -402,7 +107,6 @@ static void findprim(unsigned m)
 int main(int argc, char *argv[])
 {
   ego(argv[0]);
-  rng = fibrand_create(0);
   if (argc != 2) {
     fprintf(stderr, "Usage: %s M\n", QUIS);
     exit(1);