add isl_mat_diag
[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_dim(isl_dim_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);
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         snap = isl_tab_snap(tabs[i]);
398         tabs[i] = isl_tab_relax(tabs[i], n_eq + k);
399         snap2 = isl_tab_snap(tabs[i]);
400         if (isl_tab_select_facet(tabs[i], n_eq + k) < 0)
401                 return -1;
402         super = contains(map, j, ineq_j, tabs[i]);
403         if (super) {
404                 if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap2) < 0)
405                         return -1;
406                 map->p[i] = isl_basic_map_cow(map->p[i]);
407                 if (!map->p[i])
408                         return -1;
409                 isl_int_add_ui(map->p[i]->ineq[k][0], map->p[i]->ineq[k][0], 1);
410                 ISL_F_SET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_FINAL);
411                 drop(map, j, tabs);
412                 changed = 1;
413         } else
414                 if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap) < 0)
415                         return -1;
416
417         return changed;
418 }
419
420 /* For each non-redundant constraint in "bmap" (as determined by "tab"),
421  * wrap the constraint around "bound" such that it includes the whole
422  * set "set" and append the resulting constraint to "wraps".
423  * "wraps" is assumed to have been pre-allocated to the appropriate size.
424  * wraps->n_row is the number of actual wrapped constraints that have
425  * been added.
426  * If any of the wrapping problems results in a constraint that is
427  * identical to "bound", then this means that "set" is unbounded in such
428  * way that no wrapping is possible.  If this happens then wraps->n_row
429  * is reset to zero.
430  */
431 static int add_wraps(__isl_keep isl_mat *wraps, __isl_keep isl_basic_map *bmap,
432         struct isl_tab *tab, isl_int *bound, __isl_keep isl_set *set)
433 {
434         int l;
435         int w;
436         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
437
438         w = wraps->n_row;
439
440         for (l = 0; l < bmap->n_ineq; ++l) {
441                 if (isl_seq_is_neg(bound, bmap->ineq[l], 1 + total))
442                         continue;
443                 if (isl_seq_eq(bound, bmap->ineq[l], 1 + total))
444                         continue;
445                 if (isl_tab_is_redundant(tab, bmap->n_eq + l))
446                         continue;
447
448                 isl_seq_cpy(wraps->row[w], bound, 1 + total);
449                 if (!isl_set_wrap_facet(set, wraps->row[w], bmap->ineq[l]))
450                         return -1;
451                 if (isl_seq_eq(wraps->row[w], bound, 1 + total))
452                         goto unbounded;
453                 ++w;
454         }
455         for (l = 0; l < bmap->n_eq; ++l) {
456                 if (isl_seq_is_neg(bound, bmap->eq[l], 1 + total))
457                         continue;
458                 if (isl_seq_eq(bound, bmap->eq[l], 1 + total))
459                         continue;
460
461                 isl_seq_cpy(wraps->row[w], bound, 1 + total);
462                 isl_seq_neg(wraps->row[w + 1], bmap->eq[l], 1 + total);
463                 if (!isl_set_wrap_facet(set, wraps->row[w], wraps->row[w + 1]))
464                         return -1;
465                 if (isl_seq_eq(wraps->row[w], bound, 1 + total))
466                         goto unbounded;
467                 ++w;
468
469                 isl_seq_cpy(wraps->row[w], bound, 1 + total);
470                 if (!isl_set_wrap_facet(set, wraps->row[w], bmap->eq[l]))
471                         return -1;
472                 if (isl_seq_eq(wraps->row[w], bound, 1 + total))
473                         goto unbounded;
474                 ++w;
475         }
476
477         wraps->n_row = w;
478         return 0;
479 unbounded:
480         wraps->n_row = 0;
481         return 0;
482 }
483
484 /* Check if the constraints in "wraps" from "first" until the last
485  * are all valid for the basic set represented by "tab".
486  * If not, wraps->n_row is set to zero.
487  */
488 static int check_wraps(__isl_keep isl_mat *wraps, int first,
489         struct isl_tab *tab)
490 {
491         int i;
492
493         for (i = first; i < wraps->n_row; ++i) {
494                 enum isl_ineq_type type;
495                 type = isl_tab_ineq_type(tab, wraps->row[i]);
496                 if (type == isl_ineq_error)
497                         return -1;
498                 if (type == isl_ineq_redundant)
499                         continue;
500                 wraps->n_row = 0;
501                 return 0;
502         }
503
504         return 0;
505 }
506
507 /* Return a set that corresponds to the non-redudant constraints
508  * (as recorded in tab) of bmap.
509  *
510  * It's important to remove the redundant constraints as some
511  * of the other constraints may have been modified after the
512  * constraints were marked redundant.
513  * In particular, a constraint may have been relaxed.
514  * Redundant constraints are ignored when a constraint is relaxed
515  * and should therefore continue to be ignored ever after.
516  * Otherwise, the relaxation might be thwarted by some of
517  * these constraints.
518  */
519 static __isl_give isl_set *set_from_updated_bmap(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
520         struct isl_tab *tab)
521 {
522         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
523         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
524         bmap = isl_basic_map_update_from_tab(bmap, tab);
525         return isl_set_from_basic_set(isl_basic_map_underlying_set(bmap));
526 }
527
528 /* Given a basic set i with a constraint k that is adjacent to either the
529  * whole of basic set j or a facet of basic set j, check if we can wrap
530  * both the facet corresponding to k and the facet of j (or the whole of j)
531  * around their ridges to include the other set.
532  * If so, replace the pair of basic sets by their union.
533  *
534  * All constraints of i (except k) are assumed to be valid for j.
535  *
536  * However, the constraints of j may not be valid for i and so
537  * we have to check that the wrapping constraints for j are valid for i.
538  *
539  * In the case where j has a facet adjacent to i, tab[j] is assumed
540  * to have been restricted to this facet, so that the non-redundant
541  * constraints in tab[j] are the ridges of the facet.
542  * Note that for the purpose of wrapping, it does not matter whether
543  * we wrap the ridges of i around the whole of j or just around
544  * the facet since all the other constraints are assumed to be valid for j.
545  * In practice, we wrap to include the whole of j.
546  *        ____                    _____
547  *       /    |                  /     \
548  *      /     ||                /      |
549  *      \     ||        =>      \      |
550  *       \    ||                 \     |
551  *        \___||                  \____|
552  *
553  */
554 static int can_wrap_in_facet(struct isl_map *map, int i, int j, int k,
555         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
556 {
557         int changed = 0;
558         struct isl_mat *wraps = NULL;
559         struct isl_set *set_i = NULL;
560         struct isl_set *set_j = NULL;
561         struct isl_vec *bound = NULL;
562         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
563         struct isl_tab_undo *snap;
564         int n;
565
566         set_i = set_from_updated_bmap(map->p[i], tabs[i]);
567         set_j = set_from_updated_bmap(map->p[j], tabs[j]);
568         wraps = isl_mat_alloc(map->ctx, 2 * (map->p[i]->n_eq + map->p[j]->n_eq) +
569                                         map->p[i]->n_ineq + map->p[j]->n_ineq,
570                                         1 + total);
571         bound = isl_vec_alloc(map->ctx, 1 + total);
572         if (!set_i || !set_j || !wraps || !bound)
573                 goto error;
574
575         isl_seq_cpy(bound->el, map->p[i]->ineq[k], 1 + total);
576         isl_int_add_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
577
578         isl_seq_cpy(wraps->row[0], bound->el, 1 + total);
579         wraps->n_row = 1;
580
581         if (add_wraps(wraps, map->p[j], tabs[j], bound->el, set_i) < 0)
582                 goto error;
583         if (!wraps->n_row)
584                 goto unbounded;
585
586         snap = isl_tab_snap(tabs[i]);
587
588         if (isl_tab_select_facet(tabs[i], map->p[i]->n_eq + k) < 0)
589                 goto error;
590         if (isl_tab_detect_redundant(tabs[i]) < 0)
591                 goto error;
592
593         isl_seq_neg(bound->el, map->p[i]->ineq[k], 1 + total);
594
595         n = wraps->n_row;
596         if (add_wraps(wraps, map->p[i], tabs[i], bound->el, set_j) < 0)
597                 goto error;
598
599         if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap) < 0)
600                 goto error;
601         if (check_wraps(wraps, n, tabs[i]) < 0)
602                 goto error;
603         if (!wraps->n_row)
604                 goto unbounded;
605
606         changed = fuse(map, i, j, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j, wraps);
607
608 unbounded:
609         isl_mat_free(wraps);
610
611         isl_set_free(set_i);
612         isl_set_free(set_j);
613
614         isl_vec_free(bound);
615
616         return changed;
617 error:
618         isl_vec_free(bound);
619         isl_mat_free(wraps);
620         isl_set_free(set_i);
621         isl_set_free(set_j);
622         return -1;
623 }
624
625 /* Set the is_redundant property of the "n" constraints in "cuts",
626  * except "k" to "v".
627  * This is a fairly tricky operation as it bypasses isl_tab.c.
628  * The reason we want to temporarily mark some constraints redundant
629  * is that we want to ignore them in add_wraps.
630  *
631  * Initially all cut constraints are non-redundant, but the
632  * selection of a facet right before the call to this function
633  * may have made some of them redundant.
634  * Likewise, the same constraints are marked non-redundant
635  * in the second call to this function, before they are officially
636  * made non-redundant again in the subsequent rollback.
637  */
638 static void set_is_redundant(struct isl_tab *tab, unsigned n_eq,
639         int *cuts, int n, int k, int v)
640 {
641         int l;
642
643         for (l = 0; l < n; ++l) {
644                 if (l == k)
645                         continue;
646                 tab->con[n_eq + cuts[l]].is_redundant = v;
647         }
648 }
649
650 /* Given a pair of basic maps i and j such that j sticks out
651  * of i at n cut constraints, each time by at most one,
652  * try to compute wrapping constraints and replace the two
653  * basic maps by a single basic map.
654  * The other constraints of i are assumed to be valid for j.
655  *
656  * The facets of i corresponding to the cut constraints are
657  * wrapped around their ridges, except those ridges determined
658  * by any of the other cut constraints.
659  * The intersections of cut constraints need to be ignored
660  * as the result of wrapping one cut constraint around another
661  * would result in a constraint cutting the union.
662  * In each case, the facets are wrapped to include the union
663  * of the two basic maps.
664  *
665  * The pieces of j that lie at an offset of exactly one from
666  * one of the cut constraints of i are wrapped around their edges.
667  * Here, there is no need to ignore intersections because we
668  * are wrapping around the union of the two basic maps.
669  *
670  * If any wrapping fails, i.e., if we cannot wrap to touch
671  * the union, then we give up.
672  * Otherwise, the pair of basic maps is replaced by their union.
673  */
674 static int wrap_in_facets(struct isl_map *map, int i, int j,
675         int *cuts, int n, struct isl_tab **tabs,
676         int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
677 {
678         int changed = 0;
679         isl_mat *wraps = NULL;
680         isl_set *set = NULL;
681         isl_vec *bound = NULL;
682         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
683         int max_wrap;
684         int k;
685         struct isl_tab_undo *snap_i, *snap_j;
686
687         if (isl_tab_extend_cons(tabs[j], 1) < 0)
688                 goto error;
689
690         max_wrap = 2 * (map->p[i]->n_eq + map->p[j]->n_eq) +
691                     map->p[i]->n_ineq + map->p[j]->n_ineq;
692         max_wrap *= n;
693
694         set = isl_set_union(set_from_updated_bmap(map->p[i], tabs[i]),
695                             set_from_updated_bmap(map->p[j], tabs[j]));
696         wraps = isl_mat_alloc(map->ctx, max_wrap, 1 + total);
697         bound = isl_vec_alloc(map->ctx, 1 + total);
698         if (!set || !wraps || !bound)
699                 goto error;
700
701         snap_i = isl_tab_snap(tabs[i]);
702         snap_j = isl_tab_snap(tabs[j]);
703
704         wraps->n_row = 0;
705
706         for (k = 0; k < n; ++k) {
707                 if (isl_tab_select_facet(tabs[i], map->p[i]->n_eq + cuts[k]) < 0)
708                         goto error;
709                 if (isl_tab_detect_redundant(tabs[i]) < 0)
710                         goto error;
711                 set_is_redundant(tabs[i], map->p[i]->n_eq, cuts, n, k, 1);
712
713                 isl_seq_neg(bound->el, map->p[i]->ineq[cuts[k]], 1 + total);
714                 if (add_wraps(wraps, map->p[i], tabs[i], bound->el, set) < 0)
715                         goto error;
716
717                 set_is_redundant(tabs[i], map->p[i]->n_eq, cuts, n, k, 0);
718                 if (isl_tab_rollback(tabs[i], snap_i) < 0)
719                         goto error;
720
721                 if (!wraps->n_row)
722                         break;
723
724                 isl_seq_cpy(bound->el, map->p[i]->ineq[cuts[k]], 1 + total);
725                 isl_int_add_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
726                 if (isl_tab_add_eq(tabs[j], bound->el) < 0)
727                         goto error;
728                 if (isl_tab_detect_redundant(tabs[j]) < 0)
729                         goto error;
730
731                 if (!tabs[j]->empty &&
732                     add_wraps(wraps, map->p[j], tabs[j], bound->el, set) < 0)
733                         goto error;
734
735                 if (isl_tab_rollback(tabs[j], snap_j) < 0)
736                         goto error;
737
738                 if (!wraps->n_row)
739                         break;
740         }
741
742         if (k == n)
743                 changed = fuse(map, i, j, tabs,
744                                 eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j, wraps);
745
746         isl_vec_free(bound);
747         isl_mat_free(wraps);
748         isl_set_free(set);
749
750         return changed;
751 error:
752         isl_vec_free(bound);
753         isl_mat_free(wraps);
754         isl_set_free(set);
755         return -1;
756 }
757
758 /* Given two basic sets i and j such that i has no cut equalities,
759  * check if relaxing all the cut inequalities of i by one turns
760  * them into valid constraint for j and check if we can wrap in
761  * the bits that are sticking out.
762  * If so, replace the pair by their union.
763  *
764  * We first check if all relaxed cut inequalities of i are valid for j
765  * and then try to wrap in the intersections of the relaxed cut inequalities
766  * with j.
767  *
768  * During this wrapping, we consider the points of j that lie at a distance
769  * of exactly 1 from i.  In particular, we ignore the points that lie in
770  * between this lower-dimensional space and the basic map i.
771  * We can therefore only apply this to integer maps.
772  *        ____                    _____
773  *       / ___|_                 /     \
774  *      / |    |                /      |
775  *      \ |    |        =>      \      |
776  *       \|____|                 \     |
777  *        \___|                   \____/
778  *
779  *       _____                   ______
780  *      | ____|_                |      \
781  *      | |     |               |       |
782  *      | |     |       =>      |       |
783  *      |_|     |               |       |
784  *        |_____|                \______|
785  *
786  *       _______
787  *      |       |
788  *      |  |\   |
789  *      |  | \  |
790  *      |  |  \ |
791  *      |  |   \|
792  *      |  |    \
793  *      |  |_____\
794  *      |       |
795  *      |_______|
796  *
797  * Wrapping can fail if the result of wrapping one of the facets
798  * around its edges does not produce any new facet constraint.
799  * In particular, this happens when we try to wrap in unbounded sets.
800  *
801  *       _______________________________________________________________________
802  *      |
803  *      |  ___
804  *      | |   |
805  *      |_|   |_________________________________________________________________
806  *        |___|
807  *
808  * The following is not an acceptable result of coalescing the above two
809  * sets as it includes extra integer points.
810  *       _______________________________________________________________________
811  *      |
812  *      |     
813  *      |      
814  *      |
815  *       \______________________________________________________________________
816  */
817 static int can_wrap_in_set(struct isl_map *map, int i, int j,
818         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
819 {
820         int changed = 0;
821         int k, m;
822         int n;
823         int *cuts = NULL;
824
825         if (ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ||
826             ISL_F_ISSET(map->p[j], ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
827                 return 0;
828
829         n = count(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_CUT);
830         if (n == 0)
831                 return 0;
832
833         cuts = isl_alloc_array(map->ctx, int, n);
834         if (!cuts)
835                 return -1;
836
837         for (k = 0, m = 0; m < n; ++k) {
838                 enum isl_ineq_type type;
839
840                 if (ineq_i[k] != STATUS_CUT)
841                         continue;
842
843                 isl_int_add_ui(map->p[i]->ineq[k][0], map->p[i]->ineq[k][0], 1);
844                 type = isl_tab_ineq_type(tabs[j], map->p[i]->ineq[k]);
845                 isl_int_sub_ui(map->p[i]->ineq[k][0], map->p[i]->ineq[k][0], 1);
846                 if (type == isl_ineq_error)
847                         goto error;
848                 if (type != isl_ineq_redundant)
849                         break;
850                 cuts[m] = k;
851                 ++m;
852         }
853
854         if (m == n)
855                 changed = wrap_in_facets(map, i, j, cuts, n, tabs,
856                                          eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
857
858         free(cuts);
859
860         return changed;
861 error:
862         free(cuts);
863         return -1;
864 }
865
866 /* Check if either i or j has a single cut constraint that can
867  * be used to wrap in (a facet of) the other basic set.
868  * if so, replace the pair by their union.
869  */
870 static int check_wrap(struct isl_map *map, int i, int j,
871         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
872 {
873         int changed = 0;
874
875         if (!any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT))
876                 changed = can_wrap_in_set(map, i, j, tabs,
877                                             eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
878         if (changed)
879                 return changed;
880
881         if (!any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_CUT))
882                 changed = can_wrap_in_set(map, j, i, tabs,
883                                             eq_j, ineq_j, eq_i, ineq_i);
884         return changed;
885 }
886
887 /* At least one of the basic maps has an equality that is adjacent
888  * to inequality.  Make sure that only one of the basic maps has
889  * such an equality and that the other basic map has exactly one
890  * inequality adjacent to an equality.
891  * We call the basic map that has the inequality "i" and the basic
892  * map that has the equality "j".
893  * If "i" has any "cut" (in)equality, then relaxing the inequality
894  * by one would not result in a basic map that contains the other
895  * basic map.
896  */
897 static int check_adj_eq(struct isl_map *map, int i, int j,
898         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
899 {
900         int changed = 0;
901         int k;
902
903         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ) &&
904             any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ))
905                 /* ADJ EQ TOO MANY */
906                 return 0;
907
908         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ))
909                 return check_adj_eq(map, j, i, tabs,
910                                         eq_j, ineq_j, eq_i, ineq_i);
911
912         /* j has an equality adjacent to an inequality in i */
913
914         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT))
915                 return 0;
916         if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_CUT))
917                 /* ADJ EQ CUT */
918                 return 0;
919         if (count(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ) != 1 ||
920             any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ) ||
921             any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ) ||
922             any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ))
923                 /* ADJ EQ TOO MANY */
924                 return 0;
925
926         for (k = 0; k < map->p[i]->n_ineq ; ++k)
927                 if (ineq_i[k] == STATUS_ADJ_EQ)
928                         break;
929
930         changed = is_extension(map, i, j, k, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
931         if (changed)
932                 return changed;
933
934         if (count(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ) != 1)
935                 return 0;
936
937         changed = can_wrap_in_facet(map, i, j, k, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
938
939         return changed;
940 }
941
942 /* The two basic maps lie on adjacent hyperplanes.  In particular,
943  * basic map "i" has an equality that lies parallel to basic map "j".
944  * Check if we can wrap the facets around the parallel hyperplanes
945  * to include the other set.
946  *
947  * We perform basically the same operations as can_wrap_in_facet,
948  * except that we don't need to select a facet of one of the sets.
949  *                              _
950  *      \\                      \\
951  *       \\             =>       \\
952  *        \                       \|
953  *
954  * We only allow one equality of "i" to be adjacent to an equality of "j"
955  * to avoid coalescing
956  *
957  *      [m, n] -> { [x, y] -> [x, 1 + y] : x >= 1 and y >= 1 and
958  *                                          x <= 10 and y <= 10;
959  *                  [x, y] -> [1 + x, y] : x >= 1 and x <= 20 and
960  *                                          y >= 5 and y <= 15 }
961  *
962  * to
963  *
964  *      [m, n] -> { [x, y] -> [x2, y2] : x >= 1 and 10y2 <= 20 - x + 10y and
965  *                                      4y2 >= 5 + 3y and 5y2 <= 15 + 4y and
966  *                                      y2 <= 1 + x + y - x2 and y2 >= y and
967  *                                      y2 >= 1 + x + y - x2 }
968  */
969 static int check_eq_adj_eq(struct isl_map *map, int i, int j,
970         struct isl_tab **tabs, int *eq_i, int *ineq_i, int *eq_j, int *ineq_j)
971 {
972         int k;
973         int changed = 0;
974         struct isl_mat *wraps = NULL;
975         struct isl_set *set_i = NULL;
976         struct isl_set *set_j = NULL;
977         struct isl_vec *bound = NULL;
978         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(map->p[i]);
979
980         if (count(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_EQ) != 1)
981                 return 0;
982
983         for (k = 0; k < 2 * map->p[i]->n_eq ; ++k)
984                 if (eq_i[k] == STATUS_ADJ_EQ)
985                         break;
986
987         set_i = set_from_updated_bmap(map->p[i], tabs[i]);
988         set_j = set_from_updated_bmap(map->p[j], tabs[j]);
989         wraps = isl_mat_alloc(map->ctx, 2 * (map->p[i]->n_eq + map->p[j]->n_eq) +
990                                         map->p[i]->n_ineq + map->p[j]->n_ineq,
991                                         1 + total);
992         bound = isl_vec_alloc(map->ctx, 1 + total);
993         if (!set_i || !set_j || !wraps || !bound)
994                 goto error;
995
996         if (k % 2 == 0)
997                 isl_seq_neg(bound->el, map->p[i]->eq[k / 2], 1 + total);
998         else
999                 isl_seq_cpy(bound->el, map->p[i]->eq[k / 2], 1 + total);
1000         isl_int_add_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
1001
1002         isl_seq_cpy(wraps->row[0], bound->el, 1 + total);
1003         wraps->n_row = 1;
1004
1005         if (add_wraps(wraps, map->p[j], tabs[j], bound->el, set_i) < 0)
1006                 goto error;
1007         if (!wraps->n_row)
1008                 goto unbounded;
1009
1010         isl_int_sub_ui(bound->el[0], bound->el[0], 1);
1011         isl_seq_neg(bound->el, bound->el, 1 + total);
1012
1013         isl_seq_cpy(wraps->row[wraps->n_row], bound->el, 1 + total);
1014         wraps->n_row++;
1015
1016         if (add_wraps(wraps, map->p[i], tabs[i], bound->el, set_j) < 0)
1017                 goto error;
1018         if (!wraps->n_row)
1019                 goto unbounded;
1020
1021         changed = fuse(map, i, j, tabs, eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j, wraps);
1022
1023         if (0) {
1024 error:          changed = -1;
1025         }
1026 unbounded:
1027
1028         isl_mat_free(wraps);
1029         isl_set_free(set_i);
1030         isl_set_free(set_j);
1031         isl_vec_free(bound);
1032
1033         return changed;
1034 }
1035
1036 /* Check if the union of the given pair of basic maps
1037  * can be represented by a single basic map.
1038  * If so, replace the pair by the single basic map and return 1.
1039  * Otherwise, return 0;
1040  *
1041  * We first check the effect of each constraint of one basic map
1042  * on the other basic map.
1043  * The constraint may be
1044  *      redundant       the constraint is redundant in its own
1045  *                      basic map and should be ignore and removed
1046  *                      in the end
1047  *      valid           all (integer) points of the other basic map
1048  *                      satisfy the constraint
1049  *      separate        no (integer) point of the other basic map
1050  *                      satisfies the constraint
1051  *      cut             some but not all points of the other basic map
1052  *                      satisfy the constraint
1053  *      adj_eq          the given constraint is adjacent (on the outside)
1054  *                      to an equality of the other basic map
1055  *      adj_ineq        the given constraint is adjacent (on the outside)
1056  *                      to an inequality of the other basic map
1057  *
1058  * We consider seven cases in which we can replace the pair by a single
1059  * basic map.  We ignore all "redundant" constraints.
1060  *
1061  *      1. all constraints of one basic map are valid
1062  *              => the other basic map is a subset and can be removed
1063  *
1064  *      2. all constraints of both basic maps are either "valid" or "cut"
1065  *         and the facets corresponding to the "cut" constraints
1066  *         of one of the basic maps lies entirely inside the other basic map
1067  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1068  *                 of the valid constraints in both basic maps
1069  *
1070  *      3. there is a single pair of adjacent inequalities
1071  *         (all other constraints are "valid")
1072  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1073  *                 of the valid constraints in both basic maps
1074  *
1075  *      4. there is a single adjacent pair of an inequality and an equality,
1076  *         the other constraints of the basic map containing the inequality are
1077  *         "valid".  Moreover, if the inequality the basic map is relaxed
1078  *         and then turned into an equality, then resulting facet lies
1079  *         entirely inside the other basic map
1080  *              => the pair can be replaced by the basic map containing
1081  *                 the inequality, with the inequality relaxed.
1082  *
1083  *      5. there is a single adjacent pair of an inequality and an equality,
1084  *         the other constraints of the basic map containing the inequality are
1085  *         "valid".  Moreover, the facets corresponding to both
1086  *         the inequality and the equality can be wrapped around their
1087  *         ridges to include the other basic map
1088  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1089  *                 of the valid constraints in both basic maps together
1090  *                 with all wrapping constraints
1091  *
1092  *      6. one of the basic maps extends beyond the other by at most one.
1093  *         Moreover, the facets corresponding to the cut constraints and
1094  *         the pieces of the other basic map at offset one from these cut
1095  *         constraints can be wrapped around their ridges to include
1096  *         the union of the two basic maps
1097  *              => the pair can be replaced by a basic map consisting
1098  *                 of the valid constraints in both basic maps together
1099  *                 with all wrapping constraints
1100  *
1101  *      7. the two basic maps live in adjacent hyperplanes.  In principle
1102  *         such sets can always be combined through wrapping, but we impose
1103  *         that there is only one such pair, to avoid overeager coalescing.
1104  *
1105  * Throughout the computation, we maintain a collection of tableaus
1106  * corresponding to the basic maps.  When the basic maps are dropped
1107  * or combined, the tableaus are modified accordingly.
1108  */
1109 static int coalesce_pair(struct isl_map *map, int i, int j,
1110         struct isl_tab **tabs)
1111 {
1112         int changed = 0;
1113         int *eq_i = NULL;
1114         int *eq_j = NULL;
1115         int *ineq_i = NULL;
1116         int *ineq_j = NULL;
1117
1118         eq_i = eq_status_in(map, i, j, tabs);
1119         if (!eq_i)
1120                 goto error;
1121         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ERROR))
1122                 goto error;
1123         if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_SEPARATE))
1124                 goto done;
1125
1126         eq_j = eq_status_in(map, j, i, tabs);
1127         if (!eq_j)
1128                 goto error;
1129         if (any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ERROR))
1130                 goto error;
1131         if (any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_SEPARATE))
1132                 goto done;
1133
1134         ineq_i = ineq_status_in(map, i, j, tabs);
1135         if (!ineq_i)
1136                 goto error;
1137         if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ERROR))
1138                 goto error;
1139         if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_SEPARATE))
1140                 goto done;
1141
1142         ineq_j = ineq_status_in(map, j, i, tabs);
1143         if (!ineq_j)
1144                 goto error;
1145         if (any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ERROR))
1146                 goto error;
1147         if (any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_SEPARATE))
1148                 goto done;
1149
1150         if (all(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_VALID) &&
1151             all(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_VALID)) {
1152                 drop(map, j, tabs);
1153                 changed = 1;
1154         } else if (all(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_VALID) &&
1155                    all(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_VALID)) {
1156                 drop(map, i, tabs);
1157                 changed = 1;
1158         } else if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_EQ)) {
1159                 changed = check_eq_adj_eq(map, i, j, tabs,
1160                                         eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
1161         } else if (any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_EQ)) {
1162                 changed = check_eq_adj_eq(map, j, i, tabs,
1163                                         eq_j, ineq_j, eq_i, ineq_i);
1164         } else if (any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ) ||
1165                    any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_ADJ_INEQ)) {
1166                 changed = check_adj_eq(map, i, j, tabs,
1167                                         eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
1168         } else if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ) ||
1169                    any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_EQ)) {
1170                 /* Can't happen */
1171                 /* BAD ADJ INEQ */
1172         } else if (any(ineq_i, map->p[i]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ) ||
1173                    any(ineq_j, map->p[j]->n_ineq, STATUS_ADJ_INEQ)) {
1174                 if (!any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT) &&
1175                     !any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_CUT))
1176                         changed = check_adj_ineq(map, i, j, tabs,
1177                                                  ineq_i, ineq_j);
1178         } else {
1179                 if (!any(eq_i, 2 * map->p[i]->n_eq, STATUS_CUT) &&
1180                     !any(eq_j, 2 * map->p[j]->n_eq, STATUS_CUT))
1181                         changed = check_facets(map, i, j, tabs, ineq_i, ineq_j);
1182                 if (!changed)
1183                         changed = check_wrap(map, i, j, tabs,
1184                                                 eq_i, ineq_i, eq_j, ineq_j);
1185         }
1186
1187 done:
1188         free(eq_i);
1189         free(eq_j);
1190         free(ineq_i);
1191         free(ineq_j);
1192         return changed;
1193 error:
1194         free(eq_i);
1195         free(eq_j);
1196         free(ineq_i);
1197         free(ineq_j);
1198         return -1;
1199 }
1200
1201 static struct isl_map *coalesce(struct isl_map *map, struct isl_tab **tabs)
1202 {
1203         int i, j;
1204
1205         for (i = map->n - 2; i >= 0; --i)
1206 restart:
1207                 for (j = i + 1; j < map->n; ++j) {
1208                         int changed;
1209                         changed = coalesce_pair(map, i, j, tabs);
1210                         if (changed < 0)
1211                                 goto error;
1212                         if (changed)
1213                                 goto restart;
1214                 }
1215         return map;
1216 error:
1217         isl_map_free(map);
1218         return NULL;
1219 }
1220
1221 /* For each pair of basic maps in the map, check if the union of the two
1222  * can be represented by a single basic map.
1223  * If so, replace the pair by the single basic map and start over.
1224  */
1225 struct isl_map *isl_map_coalesce(struct isl_map *map)
1226 {
1227         int i;
1228         unsigned n;
1229         struct isl_tab **tabs = NULL;
1230
1231         if (!map)
1232                 return NULL;
1233
1234         if (map->n <= 1)
1235                 return map;
1236
1237         map = isl_map_align_divs(map);
1238
1239         tabs = isl_calloc_array(map->ctx, struct isl_tab *, map->n);
1240         if (!tabs)
1241                 goto error;
1242
1243         n = map->n;
1244         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1245                 tabs[i] = isl_tab_from_basic_map(map->p[i]);
1246                 if (!tabs[i])
1247                         goto error;
1248                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT))
1249                         if (isl_tab_detect_implicit_equalities(tabs[i]) < 0)
1250                                 goto error;
1251                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT))
1252                         if (isl_tab_detect_redundant(tabs[i]) < 0)
1253                                 goto error;
1254         }
1255         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
1256                 if (tabs[i]->empty)
1257                         drop(map, i, tabs);
1258
1259         map = coalesce(map, tabs);
1260
1261         if (map)
1262                 for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1263                         map->p[i] = isl_basic_map_update_from_tab(map->p[i],
1264                                                                     tabs[i]);
1265                         map->p[i] = isl_basic_map_finalize(map->p[i]);
1266                         if (!map->p[i])
1267                                 goto error;
1268                         ISL_F_SET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1269                         ISL_F_SET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1270                 }
1271
1272         for (i = 0; i < n; ++i)
1273                 isl_tab_free(tabs[i]);
1274
1275         free(tabs);
1276
1277         return map;
1278 error:
1279         if (tabs)
1280                 for (i = 0; i < n; ++i)
1281                         isl_tab_free(tabs[i]);
1282         free(tabs);
1283         isl_map_free(map);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 /* For each pair of basic sets in the set, check if the union of the two
1288  * can be represented by a single basic set.
1289  * If so, replace the pair by the single basic set and start over.
1290  */
1291 struct isl_set *isl_set_coalesce(struct isl_set *set)
1292 {
1293         return (struct isl_set *)isl_map_coalesce((struct isl_map *)set);
1294 }