Merge branch 'maint'
[platform/upstream/isl.git] / isl_coalesce.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  *
5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
6  *
7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
11  */
12
13 #include "isl_map_private.h"
14 #include <isl/seq.h>
15 #include "isl_tab.h"
16 #include <isl_mat_private.h>
17
18 #define STATUS_ERROR            -1
19 #define STATUS_REDUNDANT         1
20 #define STATUS_VALID             2
21 #define STATUS_SEPARATE          3
22 #define STATUS_CUT               4
23 #define STATUS_ADJ_EQ            5
24 #define STATUS_ADJ_INEQ          6
25
26 static int status_in(isl_int *ineq, struct isl_tab *tab)
27 {
28         enum isl_ineq_type type = isl_tab_ineq_type(tab, ineq);
29         switch (type) {
30         default:
31         case isl_ineq_error:            return STATUS_ERROR;
32         case isl_ineq_redundant:        return STATUS_VALID;
33         case isl_ineq_separate:         return STATUS_SEPARATE;
34         case isl_ineq_cut:              return STATUS_CUT;
35         case isl_ineq_adj_eq:           return STATUS_ADJ_EQ;
36         case isl_ineq_adj_ineq:         return STATUS_ADJ_INEQ;
37         }
38 }
39
40 /* Compute the position of the equalities of basic map "i"
41  * with respect to basic map "j".
42  * The resulting array has twice as many entries as the number
43  * of equalities corresponding to the two inequalties to which
44  * each equality corresponds.
45  */
46 static int *eq_status_in(struct isl_map *map, int i, int j,
47         struct isl_tab **tabs)
48 {
49         int k, l;
50         int *eq = isl_calloc_array(map->ctx, int, 2 * map->p[i]->n_eq);
51         unsigned dim;
52
53         dim = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
54         for (k = 0; k < map->p[i]->n_eq; ++k) {
55                 for (l = 0; l < 2; ++l) {
56                         isl_seq_neg(map->p[i]->eq[k], map->p[i]->eq[k], 1+dim);
57                         eq[2 * k + l] = status_in(map->p[i]->eq[k], tabs[j]);
58                         if (eq[2 * k + l] == STATUS_ERROR)
59                                 goto error;
60                 }
61                 if (eq[2 * k] == STATUS_SEPARATE ||
62                     eq[2 * k + 1] == STATUS_SEPARATE)
63                         break;
64         }
65
66         return eq;
67 error:
68         free(eq);
69         return NULL;
70 }
71
72 /* Compute the position of the inequalities of basic map "i"
73  * with respect to basic map "j".
74  */
75 static int *ineq_status_in(struct isl_map *map, int i, int j,
76         struct isl_tab **tabs)
77 {
78         int k;
79         unsigned n_eq = map->p[i]->n_eq;
80         int *ineq = isl_calloc_array(map->ctx, int, map->p[i]->n_ineq);
81
82         for (k = 0; k < map->p[i]->n_ineq; ++k) {
83                 if (isl_tab_is_redundant(tabs[i], n_eq + k)) {
84                         ineq[k] = STATUS_REDUNDANT;
85                         continue;
86                 }
87                 ineq[k] = status_in(map->p[i]->ineq[k], tabs[j]);
88                 if (ineq[k] == STATUS_ERROR)
89                         goto error;
90                 if (ineq[k] == STATUS_SEPARATE)
91                         break;
92         }
93
94         return ineq;
95 error:
96         free(ineq);
97         return NULL;
98 }
99
100 static int any(int *con, unsigned len, int status)
101 {
102         int i;
103
104         for (i = 0; i < len ; ++i)
105                 if (con[i] == status)
106                         return 1;
107         return 0;
108 }
109
110 static int count(int *con, unsigned len, int status)
111 {
112         int i;
113         int c = 0;
114
115         for (i = 0; i < len ; ++i)
116                 if (con[i] == status)
117                         c++;
118         return c;
119 }
120
121 static int all(int *con, unsigned len, int status)
122 {
123         int i;
124
125         for (i = 0; i < len ; ++i) {
126                 if (con[i] == STATUS_REDUNDANT)
127                         continue;
128                 if (con[i] != status)
129                         return 0;
130         }
131         return 1;
132 }
133
134 static void drop(struct isl_map *map, int i, struct isl_tab **tabs)
135 {
136         isl_basic_map_free(map->p[i]);
137         isl_tab_free(tabs[i]);
138
139         if (i != map->n - 1) {
140                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
141                 tabs[i] = tabs[map->n - 1];
142         }
143         tabs[map->n - 1] = NULL;
144         map->n--;
145 }
146
147 /* Replace the pair of basic maps i and j by the basic map bounded
148  * by the valid constraints in both basic maps and the constraint
149  * in extra (if not NULL).
150  */
151 static int fuse(struct isl_map *map, int i, int j,
152         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j,
153         __isl_keep isl_mat *extra)
154 {
155         int k, l;
156         struct isl_basic_map *fused = NULL;
157         struct isl_tab *fused_tab = NULL;
158         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
159         unsigned extra_rows = extra ? extra->n_row : 0;
160
161         fused = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(map->p[i]->dim),
162                         map->p[i]->n_div,
163                         map->p[i]->n_eq + map->p[j]->n_eq,
164                         map->p[i]->n_ineq + map->p[j]->n_ineq + extra_rows);
165         if (!fused)
166                 goto error;
167
168         for (k = 0; k < map->p[i]->n_eq; ++k) {
169                 if (eq_i && (eq_i[2 * k] != STATUS_VALID ||
170                              eq_i[2 * k + 1] != STATUS_VALID))
171                         continue;
172                 l = isl_basic_map_alloc_equality(fused);
173                 if (l < 0)
174                         goto error;
175                 isl_seq_cpy(fused->eq[l], map->p[i]->eq[k], 1 + total);
176         }
177
178         for (k = 0; k < map->p[j]->n_eq; ++k) {
179                 if (eq_j && (eq_j[2 * k] != STATUS_VALID ||
180                              eq_j[2 * k + 1] != STATUS_VALID))
181                         continue;
182                 l = isl_basic_map_alloc_equality(fused);
183                 if (l < 0)
184                         goto error;
185                 isl_seq_cpy(fused->eq[l], map->p[j]->eq[k], 1 + total);
186         }
187
188         for (k = 0; k < map->p[i]->n_ineq; ++k) {
189                 if (ineq_i[k] != STATUS_VALID)
190                         continue;
191                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(fused);
192                 if (l < 0)
193                         goto error;
194                 isl_seq_cpy(fused->ineq[l], map->p[i]->ineq[k], 1 + total);
195         }
196
197         for (k = 0; k < map->p[j]->n_ineq; ++k) {
198                 if (ineq_j[k] != STATUS_VALID)
199                         continue;
200                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(fused);
201                 if (l < 0)
202                         goto error;
203                 isl_seq_cpy(fused->ineq[l], map->p[j]->ineq[k], 1 + total);
204         }
205
206         for (k = 0; k < map->p[i]->n_div; ++k) {
207                 int l = isl_basic_map_alloc_div(fused);
208                 if (l < 0)
209                         goto error;
210                 isl_seq_cpy(fused->div[l], map->p[i]->div[k], 1 + 1 + total);
211         }
212
213         for (k = 0; k < extra_rows; ++k) {
214                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(fused);
215                 if (l < 0)
216                         goto error;
217                 isl_seq_cpy(fused->ineq[l], extra->row[k], 1 + total);
218         }
219
220         fused = isl_basic_map_gauss(fused, NULL);
221         ISL_F_SET(fused, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
222         if (ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) &&
223             ISL_F_ISSET(map->p[j], ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
224                 ISL_F_SET(fused, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
225
226         fused_tab = isl_tab_from_basic_map(fused, 0);
227         if (isl_tab_detect_redundant(fused_tab) < 0)
228                 goto error;
229
230         isl_basic_map_free(map->p[i]);
231         map->p[i] = fused;
232         isl_tab_free(tabs[i]);
233         tabs[i] = fused_tab;
234         drop(map, j, tabs);
235
236         return 1;
237 error:
238         isl_tab_free(fused_tab);
239         isl_basic_map_free(fused);
240         return -1;
241 }
242
243 /* Given a pair of basic maps i and j such that all constraints are either
244  * "valid" or "cut", check if the facets corresponding to the "cut"
245  * constraints of i lie entirely within basic map j.
246  * If so, replace the pair by the basic map consisting of the valid
247  * constraints in both basic maps.
248  *
249  * To see that we are not introducing any extra points, call the
250  * two basic maps A and B and the resulting map U and let x
251  * be an element of U \setminus ( A \cup B ).
252  * Then there is a pair of cut constraints c_1 and c_2 in A and B such that x
253  * violates them.  Let X be the intersection of U with the opposites
254  * of these constraints.  Then x \in X.
255  * The facet corresponding to c_1 contains the corresponding facet of A.
256  * This facet is entirely contained in B, so c_2 is valid on the facet.
257  * However, since it is also (part of) a facet of X, -c_2 is also valid
258  * on the facet.  This means c_2 is saturated on the facet, so c_1 and
259  * c_2 must be opposites of each other, but then x could not violate
260  * both of them.
261  */
262 static int check_facets(struct isl_map *map, int i, int j,
263         struct isl_tab **tabs, int *ineq_i, int *ineq_j)
264 {
265         int k, l;
266         struct isl_tab_undo *snap;
267         unsigned n_eq = map->p[i]->n_eq;
268
269         snap = isl_tab_snap(tabs[i]);
270
271         for (k = 0; k < map->p[i]->n_ineq; ++k) {
272                 if (ineq_i[k] != STATUS_CUT)
273                         continue;
274                 if (isl_tab_select_facet(tabs[i], n_eq + k) < 0)
275                         return -1;
276                 for (l = 0; l < map->p[j]->n_ineq; ++l) {
277                         int stat;
278                         if (ineq_j[l] != STATUS_CUT)
279                                 continue;
280                         stat = status_in(map->p[j]->ineq[l], tabs[i]);
281                         if (stat != STATUS_VALID)
282                                 break;
283                 }
284                 if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap) < 0)
285                         return -1;
286                 if (l < map->p[j]->n_ineq)
287                         break;
288         }
289
290         if (k < map->p[i]->n_ineq)
291                 /* BAD CUT PAIR */
292                 return 0;
293         return fuse(map, i, j, tabs, NULL, ineq_i, NULL, ineq_j, NULL);
294 }
295
296 /* Both basic maps have at least one inequality with and adjacent
297  * (but opposite) inequality in the other basic map.
298  * Check that there are no cut constraints and that there is only
299  * a single pair of adjacent inequalities.
300  * If so, we can replace the pair by a single basic map described
301  * by all but the pair of adjacent inequalities.
302  * Any additional points introduced lie strictly between the two
303  * adjacent hyperplanes and can therefore be integral.
304  *
305  *        ____                    _____
306  *       /    ||\                /     \
307  *      /     || \              /       \
308  *      \     ||  \     =>      \        \
309  *       \    ||  /              \       /
310  *        \___||_/                \_____/
311  *
312  * The test for a single pair of adjancent inequalities is important
313  * for avoiding the combination of two basic maps like the following
314  *
315  *       /|
316  *      / |
317  *     /__|
318  *         _____
319  *         |   |
320  *         |   |
321  *         |___|
322  */
323 static int check_adj_ineq(struct isl_map *map, int i, int j,
324         struct isl_tab **tabs, int *ineq_i, int *ineq_j)
325 {
326         int changed = 0;
327
328         if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_CUT) ||
329             any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_CUT))
330                 /* ADJ INEQ CUT */
331                 ;
332         else if (count(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ) == 1 &&
333                  count(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ) == 1)
334                 changed = fuse(map, i, j, tabs, NULL, ineq_i, NULL, ineq_j, NULL);
335         /* else ADJ INEQ TOO MANY */
336
337         return changed;
338 }
339
340 /* Check if basic map "i" contains the basic map represented
341  * by the tableau "tab".
342  */
343 static int contains(struct isl_map *map, int i, int *ineq_i,
344         struct isl_tab *tab)
345 {
346         int k, l;
347         unsigned dim;
348
349         dim = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
350         for (k = 0; k < map->p[i]->n_eq; ++k) {
351                 for (l = 0; l < 2; ++l) {
352                         int stat;
353                         isl_seq_neg(map->p[i]->eq[k], map->p[i]->eq[k], 1+dim);
354                         stat = status_in(map->p[i]->eq[k], tab);
355                         if (stat != STATUS_VALID)
356                                 return 0;
357                 }
358         }
359
360         for (k = 0; k < map->p[i]->n_ineq; ++k) {
361                 int stat;
362                 if (ineq_i[k] == STATUS_REDUNDANT)
363                         continue;
364                 stat = status_in(map->p[i]->ineq[k], tab);
365                 if (stat != STATUS_VALID)
366                         return 0;
367         }
368         return 1;
369 }
370
371 /* Basic map "i" has an inequality "k" that is adjacent to some equality
372  * of basic map "j".  All the other inequalities are valid for "j".
373  * Check if basic map "j" forms an extension of basic map "i".
374  *
375  * In particular, we relax constraint "k", compute the corresponding
376  * facet and check whether it is included in the other basic map.
377  * If so, we know that relaxing the constraint extends the basic
378  * map with exactly the other basic map (we already know that this
379  * other basic map is included in the extension, because there
380  * were no "cut" inequalities in "i") and we can replace the
381  * two basic maps by thie extension.
382  *        ____                    _____
383  *       /    ||                 /     |
384  *      /     ||                /      |
385  *      \     ||        =>      \      |
386  *       \    ||                 \     |
387  *        \___||                  \____|
388  */
389 static int is_extension(struct isl_map *map, int i, int j, int k,
390         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
391 {
392         int changed = 0;
393         int super;
394         struct isl_tab_undo *snap, *snap2;
395         unsigned n_eq = map->p[i]->n_eq;
396
397         if (isl_tab_is_equality(tabs[i], n_eq + k))
398                 return 0;
399
400         snap = isl_tab_snap(tabs[i]);
401         tabs[i] = isl_tab_relax(tabs[i], n_eq + k);
402         snap2 = isl_tab_snap(tabs[i]);
403         if (isl_tab_select_facet(tabs[i], n_eq + k) < 0)
404                 return -1;
405         super = contains(map, j, ineq_j, tabs[i]);
406         if (super) {
407                 if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap2) < 0)
408                         return -1;
409                 map->p[i] = isl_basic_map_cow(map->p[i]);
410                 if (!map->p[i])
411                         return -1;
412                 isl_int_add_ui(map->p[i]->ineq[k][0], map->p[i]->ineq[k][0], 1);
413                 ISL_F_SET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_FINAL);
414                 drop(map, j, tabs);
415                 changed = 1;
416         } else
417                 if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap) < 0)
418                         return -1;
419
420         return changed;
421 }
422
423 /* For each non-redundant constraint in "bmap" (as determined by "tab"),
424  * wrap the constraint around "bound" such that it includes the whole
425  * set "set" and append the resulting constraint to "wraps".
426  * "wraps" is assumed to have been pre-allocated to the appropriate size.
427  * wraps->n_row is the number of actual wrapped constraints that have
428  * been added.
429  * If any of the wrapping problems results in a constraint that is
430  * identical to "bound", then this means that "set" is unbounded in such
431  * way that no wrapping is possible.  If this happens then wraps->n_row
432  * is reset to zero.
433  */
434 static int add_wraps(__isl_keep isl_mat *wraps, __isl_keep isl_basic_map *bmap,
435         struct isl_tab *tab, isl_int *bound, __isl_keep isl_set *set)
436 {
437         int l;
438         int w;
439         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
440
441         w = wraps->n_row;
442
443         for (l = 0; l < bmap->n_ineq; ++l) {
444                 if (isl_seq_is_neg(bound, bmap->ineq[l], 1 + total))
445                         continue;
446                 if (isl_seq_eq(bound, bmap->ineq[l], 1 + total))
447                         continue;
448                 if (isl_tab_is_redundant(tab, bmap->n_eq + l))
449                         continue;
450
451                 isl_seq_cpy(wraps->row[w], bound, 1 + total);
452                 if (!isl_set_wrap_facet(set, wraps->row[w], bmap->ineq[l]))
453                         return -1;
454                 if (isl_seq_eq(wraps->row[w], bound, 1 + total))
455                         goto unbounded;
456                 ++w;
457         }
458         for (l = 0; l < bmap->n_eq; ++l) {
459                 if (isl_seq_is_neg(bound, bmap->eq[l], 1 + total))
460                         continue;
461                 if (isl_seq_eq(bound, bmap->eq[l], 1 + total))
462                         continue;
463
464                 isl_seq_cpy(wraps->row[w], bound, 1 + total);
465                 isl_seq_neg(wraps->row[w + 1], bmap->eq[l], 1 + total);
466                 if (!isl_set_wrap_facet(set, wraps->row[w], wraps->row[w + 1]))
467                         return -1;
468                 if (isl_seq_eq(wraps->row[w], bound, 1 + total))
469                         goto unbounded;
470                 ++w;
471
472                 isl_seq_cpy(wraps->row[w], bound, 1 + total);
473                 if (!isl_set_wrap_facet(set, wraps->row[w], bmap->eq[l]))
474                         return -1;
475                 if (isl_seq_eq(wraps->row[w], bound, 1 + total))
476                         goto unbounded;
477                 ++w;
478         }
479
480         wraps->n_row = w;
481         return 0;
482 unbounded:
483         wraps->n_row = 0;
484         return 0;
485 }
486
487 /* Check if the constraints in "wraps" from "first" until the last
488  * are all valid for the basic set represented by "tab".
489  * If not, wraps->n_row is set to zero.
490  */
491 static int check_wraps(__isl_keep isl_mat *wraps, int first,
492         struct isl_tab *tab)
493 {
494         int i;
495
496         for (i = first; i < wraps->n_row; ++i) {
497                 enum isl_ineq_type type;
498                 type = isl_tab_ineq_type(tab, wraps->row[i]);
499                 if (type == isl_ineq_error)
500                         return -1;
501                 if (type == isl_ineq_redundant)
502                         continue;
503                 wraps->n_row = 0;
504                 return 0;
505         }
506
507         return 0;
508 }
509
510 /* Return a set that corresponds to the non-redudant constraints
511  * (as recorded in tab) of bmap.
512  *
513  * It's important to remove the redundant constraints as some
514  * of the other constraints may have been modified after the
515  * constraints were marked redundant.
516  * In particular, a constraint may have been relaxed.
517  * Redundant constraints are ignored when a constraint is relaxed
518  * and should therefore continue to be ignored ever after.
519  * Otherwise, the relaxation might be thwarted by some of
520  * these constraints.
521  */
522 static __isl_give isl_set *set_from_updated_bmap(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
523         struct isl_tab *tab)
524 {
525         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
526         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
527         bmap = isl_basic_map_update_from_tab(bmap, tab);
528         return isl_set_from_basic_set(isl_basic_map_underlying_set(bmap));
529 }
530
531 /* Given a basic set i with a constraint k that is adjacent to either the
532  * whole of basic set j or a facet of basic set j, check if we can wrap
533  * both the facet corresponding to k and the facet of j (or the whole of j)
534  * around their ridges to include the other set.
535  * If so, replace the pair of basic sets by their union.
536  *
537  * All constraints of i (except k) are assumed to be valid for j.
538  *
539  * However, the constraints of j may not be valid for i and so
540  * we have to check that the wrapping constraints for j are valid for i.
541  *
542  * In the case where j has a facet adjacent to i, tab[j] is assumed
543  * to have been restricted to this facet, so that the non-redundant
544  * constraints in tab[j] are the ridges of the facet.
545  * Note that for the purpose of wrapping, it does not matter whether
546  * we wrap the ridges of i around the whole of j or just around
547  * the facet since all the other constraints are assumed to be valid for j.
548  * In practice, we wrap to include the whole of j.
549  *        ____                    _____
550  *       /    |                  /     \
551  *      /     ||                /      |
552  *      \     ||        =>      \      |
553  *       \    ||                 \     |
554  *        \___||                  \____|
555  *
556  */
557 static int can_wrap_in_facet(struct isl_map *map, int i, int j, int k,
558         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
559 {
560         int changed = 0;
561         struct isl_mat *wraps = NULL;
562         struct isl_set *set_i = NULL;
563         struct isl_set *set_j = NULL;
564         struct isl_vec *bound = NULL;
565         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
566         struct isl_tab_undo *snap;
567         int n;
568
569         set_i = set_from_updated_bmap(map->p[i], tabs[i]);
570         set_j = set_from_updated_bmap(map->p[j], tabs[j]);
571         wraps = isl_mat_alloc(map->ctx, 2 * (map->p[i]->n_eq + map->p[j]->n_eq) +
572                                         map->p[i]->n_ineq + map->p[j]->n_ineq,
573                                         1 + total);
574         bound = isl_vec_alloc(map->ctx, 1 + total);
575         if (!set_i || !set_j || !wraps || !bound)
576                 goto error;
577
578         isl_seq_cpy(bound->el, map->p[i]->ineq[k], 1 + total);
579         isl_int_add_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
580
581         isl_seq_cpy(wraps->row[0], bound->el, 1 + total);
582         wraps->n_row = 1;
583
584         if (add_wraps(wraps, map->p[j], tabs[j], bound->el, set_i) < 0)
585                 goto error;
586         if (!wraps->n_row)
587                 goto unbounded;
588
589         snap = isl_tab_snap(tabs[i]);
590
591         if (isl_tab_select_facet(tabs[i], map->p[i]->n_eq + k) < 0)
592                 goto error;
593         if (isl_tab_detect_redundant(tabs[i]) < 0)
594                 goto error;
595
596         isl_seq_neg(bound->el, map->p[i]->ineq[k], 1 + total);
597
598         n = wraps->n_row;
599         if (add_wraps(wraps, map->p[i], tabs[i], bound->el, set_j) < 0)
600                 goto error;
601
602         if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap) < 0)
603                 goto error;
604         if (check_wraps(wraps, n, tabs[i]) < 0)
605                 goto error;
606         if (!wraps->n_row)
607                 goto unbounded;
608
609         changed = fuse(map, i, j, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j, wraps);
610
611 unbounded:
612         isl_mat_free(wraps);
613
614         isl_set_free(set_i);
615         isl_set_free(set_j);
616
617         isl_vec_free(bound);
618
619         return changed;
620 error:
621         isl_vec_free(bound);
622         isl_mat_free(wraps);
623         isl_set_free(set_i);
624         isl_set_free(set_j);
625         return -1;
626 }
627
628 /* Set the is_redundant property of the "n" constraints in "cuts",
629  * except "k" to "v".
630  * This is a fairly tricky operation as it bypasses isl_tab.c.
631  * The reason we want to temporarily mark some constraints redundant
632  * is that we want to ignore them in add_wraps.
633  *
634  * Initially all cut constraints are non-redundant, but the
635  * selection of a facet right before the call to this function
636  * may have made some of them redundant.
637  * Likewise, the same constraints are marked non-redundant
638  * in the second call to this function, before they are officially
639  * made non-redundant again in the subsequent rollback.
640  */
641 static void set_is_redundant(struct isl_tab *tab, unsigned n_eq,
642         int *cuts, int n, int k, int v)
643 {
644         int l;
645
646         for (l = 0; l < n; ++l) {
647                 if (l == k)
648                         continue;
649                 tab->con[n_eq + cuts[l]].is_redundant = v;
650         }
651 }
652
653 /* Given a pair of basic maps i and j such that j sticks out
654  * of i at n cut constraints, each time by at most one,
655  * try to compute wrapping constraints and replace the two
656  * basic maps by a single basic map.
657  * The other constraints of i are assumed to be valid for j.
658  *
659  * The facets of i corresponding to the cut constraints are
660  * wrapped around their ridges, except those ridges determined
661  * by any of the other cut constraints.
662  * The intersections of cut constraints need to be ignored
663  * as the result of wrapping one cut constraint around another
664  * would result in a constraint cutting the union.
665  * In each case, the facets are wrapped to include the union
666  * of the two basic maps.
667  *
668  * The pieces of j that lie at an offset of exactly one from
669  * one of the cut constraints of i are wrapped around their edges.
670  * Here, there is no need to ignore intersections because we
671  * are wrapping around the union of the two basic maps.
672  *
673  * If any wrapping fails, i.e., if we cannot wrap to touch
674  * the union, then we give up.
675  * Otherwise, the pair of basic maps is replaced by their union.
676  */
677 static int wrap_in_facets(struct isl_map *map, int i, int j,
678         int *cuts, int n, struct isl_tab **tabs,
679         int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
680 {
681         int changed = 0;
682         isl_mat *wraps = NULL;
683         isl_set *set = NULL;
684         isl_vec *bound = NULL;
685         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
686         int max_wrap;
687         int k;
688         struct isl_tab_undo *snap_i, *snap_j;
689
690         if (isl_tab_extend_cons(tabs[j], 1) < 0)
691                 goto error;
692
693         max_wrap = 2 * (map->p[i]->n_eq + map->p[j]->n_eq) +
694                     map->p[i]->n_ineq + map->p[j]->n_ineq;
695         max_wrap *= n;
696
697         set = isl_set_union(set_from_updated_bmap(map->p[i], tabs[i]),
698                             set_from_updated_bmap(map->p[j], tabs[j]));
699         wraps = isl_mat_alloc(map->ctx, max_wrap, 1 + total);
700         bound = isl_vec_alloc(map->ctx, 1 + total);
701         if (!set || !wraps || !bound)
702                 goto error;
703
704         snap_i = isl_tab_snap(tabs[i]);
705         snap_j = isl_tab_snap(tabs[j]);
706
707         wraps->n_row = 0;
708
709         for (k = 0; k < n; ++k) {
710                 if (isl_tab_select_facet(tabs[i], map->p[i]->n_eq + cuts[k]) < 0)
711                         goto error;
712                 if (isl_tab_detect_redundant(tabs[i]) < 0)
713                         goto error;
714                 set_is_redundant(tabs[i], map->p[i]->n_eq, cuts, n, k, 1);
715
716                 isl_seq_neg(bound->el, map->p[i]->ineq[cuts[k]], 1 + total);
717                 if (!tabs[i]->empty &&
718                     add_wraps(wraps, map->p[i], tabs[i], bound->el, set) < 0)
719                         goto error;
720
721                 set_is_redundant(tabs[i], map->p[i]->n_eq, cuts, n, k, 0);
722                 if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap_i) < 0)
723                         goto error;
724
725                 if (tabs[i]->empty)
726                         break;
727                 if (!wraps->n_row)
728                         break;
729
730                 isl_seq_cpy(bound->el, map->p[i]->ineq[cuts[k]], 1 + total);
731                 isl_int_add_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
732                 if (isl_tab_add_eq(tabs[j], bound->el) < 0)
733                         goto error;
734                 if (isl_tab_detect_redundant(tabs[j]) < 0)
735                         goto error;
736
737                 if (!tabs[j]->empty &&
738                     add_wraps(wraps, map->p[j], tabs[j], bound->el, set) < 0)
739                         goto error;
740
741                 if (isl_tab_rollback(tabs[j], snap_j) < 0)
742                         goto error;
743
744                 if (!wraps->n_row)
745                         break;
746         }
747
748         if (k == n)
749                 changed = fuse(map, i, j, tabs,
750                                 eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j, wraps);
751
752         isl_vec_free(bound);
753         isl_mat_free(wraps);
754         isl_set_free(set);
755
756         return changed;
757 error:
758         isl_vec_free(bound);
759         isl_mat_free(wraps);
760         isl_set_free(set);
761         return -1;
762 }
763
764 /* Given two basic sets i and j such that i has no cut equalities,
765  * check if relaxing all the cut inequalities of i by one turns
766  * them into valid constraint for j and check if we can wrap in
767  * the bits that are sticking out.
768  * If so, replace the pair by their union.
769  *
770  * We first check if all relaxed cut inequalities of i are valid for j
771  * and then try to wrap in the intersections of the relaxed cut inequalities
772  * with j.
773  *
774  * During this wrapping, we consider the points of j that lie at a distance
775  * of exactly 1 from i.  In particular, we ignore the points that lie in
776  * between this lower-dimensional space and the basic map i.
777  * We can therefore only apply this to integer maps.
778  *        ____                    _____
779  *       / ___|_                 /     \
780  *      / |    |                /      |
781  *      \ |    |        =>      \      |
782  *       \|____|                 \     |
783  *        \___|                   \____/
784  *
785  *       _____                   ______
786  *      | ____|_                |      \
787  *      | |     |               |       |
788  *      | |     |       =>      |       |
789  *      |_|     |               |       |
790  *        |_____|                \______|
791  *
792  *       _______
793  *      |       |
794  *      |  |\   |
795  *      |  | \  |
796  *      |  |  \ |
797  *      |  |   \|
798  *      |  |    \
799  *      |  |_____\
800  *      |       |
801  *      |_______|
802  *
803  * Wrapping can fail if the result of wrapping one of the facets
804  * around its edges does not produce any new facet constraint.
805  * In particular, this happens when we try to wrap in unbounded sets.
806  *
807  *       _______________________________________________________________________
808  *      |
809  *      |  ___
810  *      | |   |
811  *      |_|   |_________________________________________________________________
812  *        |___|
813  *
814  * The following is not an acceptable result of coalescing the above two
815  * sets as it includes extra integer points.
816  *       _______________________________________________________________________
817  *      |
818  *      |     
819  *      |      
820  *      |
821  *       \______________________________________________________________________
822  */
823 static int can_wrap_in_set(struct isl_map *map, int i, int j,
824         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
825 {
826         int changed = 0;
827         int k, m;
828         int n;
829         int *cuts = NULL;
830
831         if (ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ||
832             ISL_F_ISSET(map->p[j], ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
833                 return 0;
834
835         n = count(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_CUT);
836         if (n == 0)
837                 return 0;
838
839         cuts = isl_alloc_array(map->ctx, int, n);
840         if (!cuts)
841                 return -1;
842
843         for (k = 0, m = 0; m < n; ++k) {
844                 enum isl_ineq_type type;
845
846                 if (ineq_i[k] != STATUS_CUT)
847                         continue;
848
849                 isl_int_add_ui(map->p[i]->ineq[k][0], map->p[i]->ineq[k][0], 1);
850                 type = isl_tab_ineq_type(tabs[j], map->p[i]->ineq[k]);
851                 isl_int_sub_ui(map->p[i]->ineq[k][0], map->p[i]->ineq[k][0], 1);
852                 if (type == isl_ineq_error)
853                         goto error;
854                 if (type != isl_ineq_redundant)
855                         break;
856                 cuts[m] = k;
857                 ++m;
858         }
859
860         if (m == n)
861                 changed = wrap_in_facets(map, i, j, cuts, n, tabs,
862                                          eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
863
864         free(cuts);
865
866         return changed;
867 error:
868         free(cuts);
869         return -1;
870 }
871
872 /* Check if either i or j has a single cut constraint that can
873  * be used to wrap in (a facet of) the other basic set.
874  * if so, replace the pair by their union.
875  */
876 static int check_wrap(struct isl_map *map, int i, int j,
877         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
878 {
879         int changed = 0;
880
881         if (!any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT))
882                 changed = can_wrap_in_set(map, i, j, tabs,
883                                             eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
884         if (changed)
885                 return changed;
886
887         if (!any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_CUT))
888                 changed = can_wrap_in_set(map, j, i, tabs,
889                                             eq_j, ineq_j, eq_i, ineq_i);
890         return changed;
891 }
892
893 /* At least one of the basic maps has an equality that is adjacent
894  * to inequality.  Make sure that only one of the basic maps has
895  * such an equality and that the other basic map has exactly one
896  * inequality adjacent to an equality.
897  * We call the basic map that has the inequality "i" and the basic
898  * map that has the equality "j".
899  * If "i" has any "cut" (in)equality, then relaxing the inequality
900  * by one would not result in a basic map that contains the other
901  * basic map.
902  */
903 static int check_adj_eq(struct isl_map *map, int i, int j,
904         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
905 {
906         int changed = 0;
907         int k;
908
909         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ) &&
910             any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ))
911                 /* ADJ EQ TOO MANY */
912                 return 0;
913
914         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ))
915                 return check_adj_eq(map, j, i, tabs,
916                                         eq_j, ineq_j, eq_i, ineq_i);
917
918         /* j has an equality adjacent to an inequality in i */
919
920         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT))
921                 return 0;
922         if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_CUT))
923                 /* ADJ EQ CUT */
924                 return 0;
925         if (count(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ) != 1 ||
926             any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ) ||
927             any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ) ||
928             any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ))
929                 /* ADJ EQ TOO MANY */
930                 return 0;
931
932         for (k = 0; k < map->p[i]->n_ineq ; ++k)
933                 if (ineq_i[k] == STATUS_ADJ_EQ)
934                         break;
935
936         changed = is_extension(map, i, j, k, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
937         if (changed)
938                 return changed;
939
940         if (count(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ) != 1)
941                 return 0;
942
943         changed = can_wrap_in_facet(map, i, j, k, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
944
945         return changed;
946 }
947
948 /* The two basic maps lie on adjacent hyperplanes.  In particular,
949  * basic map "i" has an equality that lies parallel to basic map "j".
950  * Check if we can wrap the facets around the parallel hyperplanes
951  * to include the other set.
952  *
953  * We perform basically the same operations as can_wrap_in_facet,
954  * except that we don't need to select a facet of one of the sets.
955  *                              _
956  *      \\                      \\
957  *       \\             =>       \\
958  *        \                       \|
959  *
960  * We only allow one equality of "i" to be adjacent to an equality of "j"
961  * to avoid coalescing
962  *
963  *      [m, n] -> { [x, y] -> [x, 1 + y] : x >= 1 and y >= 1 and
964  *                                          x <= 10 and y <= 10;
965  *                  [x, y] -> [1 + x, y] : x >= 1 and x <= 20 and
966  *                                          y >= 5 and y <= 15 }
967  *
968  * to
969  *
970  *      [m, n] -> { [x, y] -> [x2, y2] : x >= 1 and 10y2 <= 20 - x + 10y and
971  *                                      4y2 >= 5 + 3y and 5y2 <= 15 + 4y and
972  *                                      y2 <= 1 + x + y - x2 and y2 >= y and
973  *                                      y2 >= 1 + x + y - x2 }
974  */
975 static int check_eq_adj_eq(struct isl_map *map, int i, int j,
976         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
977 {
978         int k;
979         int changed = 0;
980         struct isl_mat *wraps = NULL;
981         struct isl_set *set_i = NULL;
982         struct isl_set *set_j = NULL;
983         struct isl_vec *bound = NULL;
984         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
985
986         if (count(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_EQ) != 1)
987                 return 0;
988
989         for (k = 0; k < 2 * map->p[i]->n_eq ; ++k)
990                 if (eq_i[k] == STATUS_ADJ_EQ)
991                         break;
992
993         set_i = set_from_updated_bmap(map->p[i], tabs[i]);
994         set_j = set_from_updated_bmap(map->p[j], tabs[j]);
995         wraps = isl_mat_alloc(map->ctx, 2 * (map->p[i]->n_eq + map->p[j]->n_eq) +
996                                         map->p[i]->n_ineq + map->p[j]->n_ineq,
997                                         1 + total);
998         bound = isl_vec_alloc(map->ctx, 1 + total);
999         if (!set_i || !set_j || !wraps || !bound)
1000                 goto error;
1001
1002         if (k % 2 == 0)
1003                 isl_seq_neg(bound->el, map->p[i]->eq[k / 2], 1 + total);
1004         else
1005                 isl_seq_cpy(bound->el, map->p[i]->eq[k / 2], 1 + total);
1006         isl_int_add_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
1007
1008         isl_seq_cpy(wraps->row[0], bound->el, 1 + total);
1009         wraps->n_row = 1;
1010
1011         if (add_wraps(wraps, map->p[j], tabs[j], bound->el, set_i) < 0)
1012                 goto error;
1013         if (!wraps->n_row)
1014                 goto unbounded;
1015
1016         isl_int_sub_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
1017         isl_seq_neg(bound->el, bound->el, 1 + total);
1018
1019         isl_seq_cpy(wraps->row[wraps->n_row], bound->el, 1 + total);
1020         wraps->n_row++;
1021
1022         if (add_wraps(wraps, map->p[i], tabs[i], bound->el, set_j) < 0)
1023                 goto error;
1024         if (!wraps->n_row)
1025                 goto unbounded;
1026
1027         changed = fuse(map, i, j, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j, wraps);
1028
1029         if (0) {
1030 error:          changed = -1;
1031         }
1032 unbounded:
1033
1034         isl_mat_free(wraps);
1035         isl_set_free(set_i);
1036         isl_set_free(set_j);
1037         isl_vec_free(bound);
1038
1039         return changed;
1040 }
1041
1042 /* Check if the union of the given pair of basic maps
1043  * can be represented by a single basic map.
1044  * If so, replace the pair by the single basic map and return 1.
1045  * Otherwise, return 0;
1046  *
1047  * We first check the effect of each constraint of one basic map
1048  * on the other basic map.
1049  * The constraint may be
1050  *      redundant       the constraint is redundant in its own
1051  *                      basic map and should be ignore and removed
1052  *                      in the end
1053  *      valid           all (integer) points of the other basic map
1054  *                      satisfy the constraint
1055  *      separate        no (integer) point of the other basic map
1056  *                      satisfies the constraint
1057  *      cut             some but not all points of the other basic map
1058  *                      satisfy the constraint
1059  *      adj_eq          the given constraint is adjacent (on the outside)
1060  *                      to an equality of the other basic map
1061  *      adj_ineq        the given constraint is adjacent (on the outside)
1062  *                      to an inequality of the other basic map
1063  *
1064  * We consider seven cases in which we can replace the pair by a single
1065  * basic map.  We ignore all "redundant" constraints.
1066  *
1067  *      1. all constraints of one basic map are valid
1068  *              => the other basic map is a subset and can be removed
1069  *
1070  *      2. all constraints of both basic maps are either "valid" or "cut"
1071  *         and the facets corresponding to the "cut" constraints
1072  *         of one of the basic maps lies entirely inside the other basic map
1073  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1074  *                 of the valid constraints in both basic maps
1075  *
1076  *      3. there is a single pair of adjacent inequalities
1077  *         (all other constraints are "valid")
1078  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1079  *                 of the valid constraints in both basic maps
1080  *
1081  *      4. there is a single adjacent pair of an inequality and an equality,
1082  *         the other constraints of the basic map containing the inequality are
1083  *         "valid".  Moreover, if the inequality the basic map is relaxed
1084  *         and then turned into an equality, then resulting facet lies
1085  *         entirely inside the other basic map
1086  *              => the pair can be replaced by the basic map containing
1087  *                 the inequality, with the inequality relaxed.
1088  *
1089  *      5. there is a single adjacent pair of an inequality and an equality,
1090  *         the other constraints of the basic map containing the inequality are
1091  *         "valid".  Moreover, the facets corresponding to both
1092  *         the inequality and the equality can be wrapped around their
1093  *         ridges to include the other basic map
1094  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1095  *                 of the valid constraints in both basic maps together
1096  *                 with all wrapping constraints
1097  *
1098  *      6. one of the basic maps extends beyond the other by at most one.
1099  *         Moreover, the facets corresponding to the cut constraints and
1100  *         the pieces of the other basic map at offset one from these cut
1101  *         constraints can be wrapped around their ridges to include
1102  *         the union of the two basic maps
1103  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1104  *                 of the valid constraints in both basic maps together
1105  *                 with all wrapping constraints
1106  *
1107  *      7. the two basic maps live in adjacent hyperplanes.  In principle
1108  *         such sets can always be combined through wrapping, but we impose
1109  *         that there is only one such pair, to avoid overeager coalescing.
1110  *
1111  * Throughout the computation, we maintain a collection of tableaus
1112  * corresponding to the basic maps.  When the basic maps are dropped
1113  * or combined, the tableaus are modified accordingly.
1114  */
1115 static int coalesce_pair(struct isl_map *map, int i, int j,
1116         struct isl_tab **tabs)
1117 {
1118         int changed = 0;
1119         int *eq_i = NULL;
1120         int *eq_j = NULL;
1121         int *ineq_i = NULL;
1122         int *ineq_j = NULL;
1123
1124         eq_i = eq_status_in(map, i, j, tabs);
1125         if (!eq_i)
1126                 goto error;
1127         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ERROR))
1128                 goto error;
1129         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_SEPARATE))
1130                 goto done;
1131
1132         eq_j = eq_status_in(map, j, i, tabs);
1133         if (!eq_j)
1134                 goto error;
1135         if (any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ERROR))
1136                 goto error;
1137         if (any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_SEPARATE))
1138                 goto done;
1139
1140         ineq_i = ineq_status_in(map, i, j, tabs);
1141         if (!ineq_i)
1142                 goto error;
1143         if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ERROR))
1144                 goto error;
1145         if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_SEPARATE))
1146                 goto done;
1147
1148         ineq_j = ineq_status_in(map, j, i, tabs);
1149         if (!ineq_j)
1150                 goto error;
1151         if (any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ERROR))
1152                 goto error;
1153         if (any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_SEPARATE))
1154                 goto done;
1155
1156         if (all(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_VALID) &&
1157             all(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_VALID)) {
1158                 drop(map, j, tabs);
1159                 changed = 1;
1160         } else if (all(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_VALID) &&
1161                    all(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_VALID)) {
1162                 drop(map, i, tabs);
1163                 changed = 1;
1164         } else if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_EQ)) {
1165                 changed = check_eq_adj_eq(map, i, j, tabs,
1166                                         eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
1167         } else if (any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_EQ)) {
1168                 changed = check_eq_adj_eq(map, j, i, tabs,
1169                                         eq_j, ineq_j, eq_i, ineq_i);
1170         } else if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ) ||
1171                    any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ)) {
1172                 changed = check_adj_eq(map, i, j, tabs,
1173                                         eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
1174         } else if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ) ||
1175                    any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ)) {
1176                 /* Can't happen */
1177                 /* BAD ADJ INEQ */
1178         } else if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ) ||
1179                    any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ)) {
1180                 if (!any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT) &&
1181                     !any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_CUT))
1182                         changed = check_adj_ineq(map, i, j, tabs,
1183                                                  ineq_i, ineq_j);
1184         } else {
1185                 if (!any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT) &&
1186                     !any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_CUT))
1187                         changed = check_facets(map, i, j, tabs, ineq_i, ineq_j);
1188                 if (!changed)
1189                         changed = check_wrap(map, i, j, tabs,
1190                                                 eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
1191         }
1192
1193 done:
1194         free(eq_i);
1195         free(eq_j);
1196         free(ineq_i);
1197         free(ineq_j);
1198         return changed;
1199 error:
1200         free(eq_i);
1201         free(eq_j);
1202         free(ineq_i);
1203         free(ineq_j);
1204         return -1;
1205 }
1206
1207 static struct isl_map *coalesce(struct isl_map *map, struct isl_tab **tabs)
1208 {
1209         int i, j;
1210
1211         for (i = map->n - 2; i >= 0; --i)
1212 restart:
1213                 for (j = i + 1; j < map->n; ++j) {
1214                         int changed;
1215                         changed = coalesce_pair(map, i, j, tabs);
1216                         if (changed < 0)
1217                                 goto error;
1218                         if (changed)
1219                                 goto restart;
1220                 }
1221         return map;
1222 error:
1223         isl_map_free(map);
1224         return NULL;
1225 }
1226
1227 /* For each pair of basic maps in the map, check if the union of the two
1228  * can be represented by a single basic map.
1229  * If so, replace the pair by the single basic map and start over.
1230  */
1231 struct isl_map *isl_map_coalesce(struct isl_map *map)
1232 {
1233         int i;
1234         unsigned n;
1235         struct isl_tab **tabs = NULL;
1236
1237         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
1238         if (!map)
1239                 return NULL;
1240
1241         if (map->n <= 1)
1242                 return map;
1243
1244         map = isl_map_align_divs(map);
1245
1246         tabs = isl_calloc_array(map->ctx, struct isl_tab *, map->n);
1247         if (!tabs)
1248                 goto error;
1249
1250         n = map->n;
1251         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1252                 tabs[i] = isl_tab_from_basic_map(map->p[i], 0);
1253                 if (!tabs[i])
1254                         goto error;
1255                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT))
1256                         if (isl_tab_detect_implicit_equalities(tabs[i]) < 0)
1257                                 goto error;
1258                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT))
1259                         if (isl_tab_detect_redundant(tabs[i]) < 0)
1260                                 goto error;
1261         }
1262         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
1263                 if (tabs[i]->empty)
1264                         drop(map, i, tabs);
1265
1266         map = coalesce(map, tabs);
1267
1268         if (map)
1269                 for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1270                         map->p[i] = isl_basic_map_update_from_tab(map->p[i],
1271                                                                     tabs[i]);
1272                         map->p[i] = isl_basic_map_finalize(map->p[i]);
1273                         if (!map->p[i])
1274                                 goto error;
1275                         ISL_F_SET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1276                         ISL_F_SET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1277                 }
1278
1279         for (i = 0; i < n; ++i)
1280                 isl_tab_free(tabs[i]);
1281
1282         free(tabs);
1283
1284         return map;
1285 error:
1286         if (tabs)
1287                 for (i = 0; i < n; ++i)
1288                         isl_tab_free(tabs[i]);
1289         free(tabs);
1290         isl_map_free(map);
1291         return NULL;
1292 }
1293
1294 /* For each pair of basic sets in the set, check if the union of the two
1295  * can be represented by a single basic set.
1296  * If so, replace the pair by the single basic set and start over.
1297  */
1298 struct isl_set *isl_set_coalesce(struct isl_set *set)
1299 {
1300         return (struct isl_set *)isl_map_coalesce((struct isl_map *)set);
1301 }