358467cacb619a8a89c68287353cb37b7693779a
[platform/upstream/isl.git] / isl_schedule.c
1 /*
2  * Copyright 2011      INRIA Saclay
3  *
4  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
5  *
6  * Written by Sven Verdoolaege, INRIA Saclay - Ile-de-France,
7  * Parc Club Orsay Universite, ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod,
8  * 91893 Orsay, France
9  */
10
11 #include <isl_ctx_private.h>
12 #include <isl_map_private.h>
13 #include <isl_space_private.h>
14 #include <isl/aff.h>
15 #include <isl/hash.h>
16 #include <isl/constraint.h>
17 #include <isl/schedule.h>
18 #include <isl_mat_private.h>
19 #include <isl/set.h>
20 #include <isl/seq.h>
21 #include <isl_tab.h>
22 #include <isl_dim_map.h>
23 #include <isl_hmap_map_basic_set.h>
24 #include <isl_qsort.h>
25 #include <isl_schedule_private.h>
26 #include <isl_band_private.h>
27 #include <isl_list_private.h>
28 #include <isl_options_private.h>
29
30 /*
31  * The scheduling algorithm implemented in this file was inspired by
32  * Bondhugula et al., "Automatic Transformations for Communication-Minimized
33  * Parallelization and Locality Optimization in the Polyhedral Model".
34  */
35
36
37 /* Internal information about a node that is used during the construction
38  * of a schedule.
39  * dim represents the space in which the domain lives
40  * sched is a matrix representation of the schedule being constructed
41  *      for this node
42  * sched_map is an isl_map representation of the same (partial) schedule
43  *      sched_map may be NULL
44  * rank is the number of linearly independent rows in the linear part
45  *      of sched
46  * the columns of cmap represent a change of basis for the schedule
47  *      coefficients; the first rank columns span the linear part of
48  *      the schedule rows
49  * start is the first variable in the LP problem in the sequences that
50  *      represents the schedule coefficients of this node
51  * nvar is the dimension of the domain
52  * nparam is the number of parameters or 0 if we are not constructing
53  *      a parametric schedule
54  *
55  * scc is the index of SCC (or WCC) this node belongs to
56  *
57  * band contains the band index for each of the rows of the schedule.
58  * band_id is used to differentiate between separate bands at the same
59  * level within the same parent band, i.e., bands that are separated
60  * by the parent band or bands that are independent of each other.
61  * zero contains a boolean for each of the rows of the schedule,
62  * indicating whether the corresponding scheduling dimension results
63  * in zero dependence distances within its band and with respect
64  * to the proximity edges.
65  *
66  * index, min_index and on_stack are used during the SCC detection
67  * index represents the order in which nodes are visited.
68  * min_index is the index of the root of a (sub)component.
69  * on_stack indicates whether the node is currently on the stack.
70  */
71 struct isl_sched_node {
72         isl_space *dim;
73         isl_mat *sched;
74         isl_map *sched_map;
75         int      rank;
76         isl_mat *cmap;
77         int      start;
78         int      nvar;
79         int      nparam;
80
81         int      scc;
82
83         int     *band;
84         int     *band_id;
85         int     *zero;
86
87         /* scc detection */
88         int      index;
89         int      min_index;
90         int      on_stack;
91 };
92
93 static int node_has_dim(const void *entry, const void *val)
94 {
95         struct isl_sched_node *node = (struct isl_sched_node *)entry;
96         isl_space *dim = (isl_space *)val;
97
98         return isl_space_is_equal(node->dim, dim);
99 }
100
101 /* An edge in the dependence graph.  An edge may be used to
102  * ensure validity of the generated schedule, to minimize the dependence
103  * distance or both
104  *
105  * map is the dependence relation
106  * src is the source node
107  * dst is the sink node
108  * validity is set if the edge is used to ensure correctness
109  * proximity is set if the edge is used to minimize dependence distances
110  *
111  * For validity edges, start and end mark the sequence of inequality
112  * constraints in the LP problem that encode the validity constraint
113  * corresponding to this edge.
114  */
115 struct isl_sched_edge {
116         isl_map *map;
117
118         struct isl_sched_node *src;
119         struct isl_sched_node *dst;
120
121         int validity;
122         int proximity;
123
124         int start;
125         int end;
126 };
127
128 enum isl_edge_type {
129         isl_edge_validity = 0,
130         isl_edge_proximity,
131         isl_edge_last = isl_edge_proximity
132 };
133
134 /* Internal information about the dependence graph used during
135  * the construction of the schedule.
136  *
137  * intra_hmap is a cache, mapping dependence relations to their dual,
138  *      for dependences from a node to itself
139  * inter_hmap is a cache, mapping dependence relations to their dual,
140  *      for dependences between distinct nodes
141  *
142  * n is the number of nodes
143  * node is the list of nodes
144  * maxvar is the maximal number of variables over all nodes
145  * max_row is the allocated number of rows in the schedule
146  * n_row is the current (maximal) number of linearly independent
147  *      rows in the node schedules
148  * n_total_row is the current number of rows in the node schedules
149  * n_band is the current number of completed bands
150  * band_start is the starting row in the node schedules of the current band
151  * root is set if this graph is the original dependence graph,
152  *      without any splitting
153  *
154  * sorted contains a list of node indices sorted according to the
155  *      SCC to which a node belongs
156  *
157  * n_edge is the number of edges
158  * edge is the list of edges
159  * max_edge contains the maximal number of edges of each type;
160  *      in particular, it contains the number of edges in the inital graph.
161  * edge_table contains pointers into the edge array, hashed on the source
162  *      and sink spaces; there is one such table for each type;
163  *      a given edge may be referenced from more than one table
164  *      if the corresponding relation appears in more than of the
165  *      sets of dependences
166  *
167  * node_table contains pointers into the node array, hashed on the space
168  *
169  * region contains a list of variable sequences that should be non-trivial
170  *
171  * lp contains the (I)LP problem used to obtain new schedule rows
172  *
173  * src_scc and dst_scc are the source and sink SCCs of an edge with
174  *      conflicting constraints
175  *
176  * scc, sp, index and stack are used during the detection of SCCs
177  * scc is the number of the next SCC
178  * stack contains the nodes on the path from the root to the current node
179  * sp is the stack pointer
180  * index is the index of the last node visited
181  */
182 struct isl_sched_graph {
183         isl_hmap_map_basic_set *intra_hmap;
184         isl_hmap_map_basic_set *inter_hmap;
185
186         struct isl_sched_node *node;
187         int n;
188         int maxvar;
189         int max_row;
190         int n_row;
191
192         int *sorted;
193
194         int n_band;
195         int n_total_row;
196         int band_start;
197
198         int root;
199
200         struct isl_sched_edge *edge;
201         int n_edge;
202         int max_edge[isl_edge_last + 1];
203         struct isl_hash_table *edge_table[isl_edge_last + 1];
204
205         struct isl_hash_table *node_table;
206         struct isl_region *region;
207
208         isl_basic_set *lp;
209
210         int src_scc;
211         int dst_scc;
212
213         /* scc detection */
214         int scc;
215         int sp;
216         int index;
217         int *stack;
218 };
219
220 /* Initialize node_table based on the list of nodes.
221  */
222 static int graph_init_table(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
223 {
224         int i;
225
226         graph->node_table = isl_hash_table_alloc(ctx, graph->n);
227         if (!graph->node_table)
228                 return -1;
229
230         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
231                 struct isl_hash_table_entry *entry;
232                 uint32_t hash;
233
234                 hash = isl_space_get_hash(graph->node[i].dim);
235                 entry = isl_hash_table_find(ctx, graph->node_table, hash,
236                                             &node_has_dim,
237                                             graph->node[i].dim, 1);
238                 if (!entry)
239                         return -1;
240                 entry->data = &graph->node[i];
241         }
242
243         return 0;
244 }
245
246 /* Return a pointer to the node that lives within the given space,
247  * or NULL if there is no such node.
248  */
249 static struct isl_sched_node *graph_find_node(isl_ctx *ctx,
250         struct isl_sched_graph *graph, __isl_keep isl_space *dim)
251 {
252         struct isl_hash_table_entry *entry;
253         uint32_t hash;
254
255         hash = isl_space_get_hash(dim);
256         entry = isl_hash_table_find(ctx, graph->node_table, hash,
257                                     &node_has_dim, dim, 0);
258
259         return entry ? entry->data : NULL;
260 }
261
262 static int edge_has_src_and_dst(const void *entry, const void *val)
263 {
264         const struct isl_sched_edge *edge = entry;
265         const struct isl_sched_edge *temp = val;
266
267         return edge->src == temp->src && edge->dst == temp->dst;
268 }
269
270 /* Add the given edge to graph->edge_table[type].
271  */
272 static int graph_edge_table_add(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph,
273         enum isl_edge_type type, struct isl_sched_edge *edge)
274 {
275         struct isl_hash_table_entry *entry;
276         uint32_t hash;
277
278         hash = isl_hash_init();
279         hash = isl_hash_builtin(hash, edge->src);
280         hash = isl_hash_builtin(hash, edge->dst);
281         entry = isl_hash_table_find(ctx, graph->edge_table[type], hash,
282                                     &edge_has_src_and_dst, edge, 1);
283         if (!entry)
284                 return -1;
285         entry->data = edge;
286
287         return 0;
288 }
289
290 /* Allocate the edge_tables based on the maximal number of edges of
291  * each type.
292  */
293 static int graph_init_edge_tables(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
294 {
295         int i;
296
297         for (i = 0; i <= isl_edge_last; ++i) {
298                 graph->edge_table[i] = isl_hash_table_alloc(ctx,
299                                                             graph->max_edge[i]);
300                 if (!graph->edge_table[i])
301                         return -1;
302         }
303
304         return 0;
305 }
306
307 /* If graph->edge_table[type] contains an edge from the given source
308  * to the given destination, then return the hash table entry of this edge.
309  * Otherwise, return NULL.
310  */
311 static struct isl_hash_table_entry *graph_find_edge_entry(
312         struct isl_sched_graph *graph,
313         enum isl_edge_type type,
314         struct isl_sched_node *src, struct isl_sched_node *dst)
315 {
316         isl_ctx *ctx = isl_space_get_ctx(src->dim);
317         uint32_t hash;
318         struct isl_sched_edge temp = { .src = src, .dst = dst };
319
320         hash = isl_hash_init();
321         hash = isl_hash_builtin(hash, temp.src);
322         hash = isl_hash_builtin(hash, temp.dst);
323         return isl_hash_table_find(ctx, graph->edge_table[type], hash,
324                                     &edge_has_src_and_dst, &temp, 0);
325 }
326
327
328 /* If graph->edge_table[type] contains an edge from the given source
329  * to the given destination, then return this edge.
330  * Otherwise, return NULL.
331  */
332 static struct isl_sched_edge *graph_find_edge(struct isl_sched_graph *graph,
333         enum isl_edge_type type,
334         struct isl_sched_node *src, struct isl_sched_node *dst)
335 {
336         struct isl_hash_table_entry *entry;
337
338         entry = graph_find_edge_entry(graph, type, src, dst);
339         if (!entry)
340                 return NULL;
341
342         return entry->data;
343 }
344
345 /* Check whether the dependence graph has an edge of the give type
346  * between the given two nodes.
347  */
348 static int graph_has_edge(struct isl_sched_graph *graph,
349         enum isl_edge_type type,
350         struct isl_sched_node *src, struct isl_sched_node *dst)
351 {
352         struct isl_sched_edge *edge;
353         int empty;
354
355         edge = graph_find_edge(graph, type, src, dst);
356         if (!edge)
357                 return 0;
358
359         empty = isl_map_plain_is_empty(edge->map);
360         if (empty < 0)
361                 return -1;
362
363         return !empty;
364 }
365
366 /* If there is an edge from the given source to the given destination
367  * of any type then return this edge.
368  * Otherwise, return NULL.
369  */
370 static struct isl_sched_edge *graph_find_any_edge(struct isl_sched_graph *graph,
371         struct isl_sched_node *src, struct isl_sched_node *dst)
372 {
373         int i;
374         struct isl_sched_edge *edge;
375
376         for (i = 0; i <= isl_edge_last; ++i) {
377                 edge = graph_find_edge(graph, i, src, dst);
378                 if (edge)
379                         return edge;
380         }
381
382         return NULL;
383 }
384
385 /* Remove the given edge from all the edge_tables that refer to it.
386  */
387 static void graph_remove_edge(struct isl_sched_graph *graph,
388         struct isl_sched_edge *edge)
389 {
390         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(edge->map);
391         int i;
392
393         for (i = 0; i <= isl_edge_last; ++i) {
394                 struct isl_hash_table_entry *entry;
395
396                 entry = graph_find_edge_entry(graph, i, edge->src, edge->dst);
397                 if (!entry)
398                         continue;
399                 if (entry->data != edge)
400                         continue;
401                 isl_hash_table_remove(ctx, graph->edge_table[i], entry);
402         }
403 }
404
405 /* Check whether the dependence graph has any edge
406  * between the given two nodes.
407  */
408 static int graph_has_any_edge(struct isl_sched_graph *graph,
409         struct isl_sched_node *src, struct isl_sched_node *dst)
410 {
411         int i;
412         int r;
413
414         for (i = 0; i <= isl_edge_last; ++i) {
415                 r = graph_has_edge(graph, i, src, dst);
416                 if (r < 0 || r)
417                         return r;
418         }
419
420         return r;
421 }
422
423 /* Check whether the dependence graph has a validity edge
424  * between the given two nodes.
425  */
426 static int graph_has_validity_edge(struct isl_sched_graph *graph,
427         struct isl_sched_node *src, struct isl_sched_node *dst)
428 {
429         return graph_has_edge(graph, isl_edge_validity, src, dst);
430 }
431
432 static int graph_alloc(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph,
433         int n_node, int n_edge)
434 {
435         int i;
436
437         graph->n = n_node;
438         graph->n_edge = n_edge;
439         graph->node = isl_calloc_array(ctx, struct isl_sched_node, graph->n);
440         graph->sorted = isl_calloc_array(ctx, int, graph->n);
441         graph->region = isl_alloc_array(ctx, struct isl_region, graph->n);
442         graph->stack = isl_alloc_array(ctx, int, graph->n);
443         graph->edge = isl_calloc_array(ctx,
444                                         struct isl_sched_edge, graph->n_edge);
445
446         graph->intra_hmap = isl_hmap_map_basic_set_alloc(ctx, 2 * n_edge);
447         graph->inter_hmap = isl_hmap_map_basic_set_alloc(ctx, 2 * n_edge);
448
449         if (!graph->node || !graph->region || !graph->stack || !graph->edge ||
450             !graph->sorted)
451                 return -1;
452
453         for(i = 0; i < graph->n; ++i)
454                 graph->sorted[i] = i;
455
456         return 0;
457 }
458
459 static void graph_free(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
460 {
461         int i;
462
463         isl_hmap_map_basic_set_free(ctx, graph->intra_hmap);
464         isl_hmap_map_basic_set_free(ctx, graph->inter_hmap);
465
466         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
467                 isl_space_free(graph->node[i].dim);
468                 isl_mat_free(graph->node[i].sched);
469                 isl_map_free(graph->node[i].sched_map);
470                 isl_mat_free(graph->node[i].cmap);
471                 if (graph->root) {
472                         free(graph->node[i].band);
473                         free(graph->node[i].band_id);
474                         free(graph->node[i].zero);
475                 }
476         }
477         free(graph->node);
478         free(graph->sorted);
479         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i)
480                 isl_map_free(graph->edge[i].map);
481         free(graph->edge);
482         free(graph->region);
483         free(graph->stack);
484         for (i = 0; i <= isl_edge_last; ++i)
485                 isl_hash_table_free(ctx, graph->edge_table[i]);
486         isl_hash_table_free(ctx, graph->node_table);
487         isl_basic_set_free(graph->lp);
488 }
489
490 /* For each "set" on which this function is called, increment
491  * graph->n by one and update graph->maxvar.
492  */
493 static int init_n_maxvar(__isl_take isl_set *set, void *user)
494 {
495         struct isl_sched_graph *graph = user;
496         int nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
497
498         graph->n++;
499         if (nvar > graph->maxvar)
500                 graph->maxvar = nvar;
501
502         isl_set_free(set);
503
504         return 0;
505 }
506
507 /* Compute the number of rows that should be allocated for the schedule.
508  * The graph can be split at most "n - 1" times, there can be at most
509  * two rows for each dimension in the iteration domains (in particular,
510  * we usually have one row, but it may be split by split_scaled),
511  * and there can be one extra row for ordering the statements.
512  * Note that if we have actually split "n - 1" times, then no ordering
513  * is needed, so in principle we could use "graph->n + 2 * graph->maxvar - 1".
514  */
515 static int compute_max_row(struct isl_sched_graph *graph,
516         __isl_keep isl_union_set *domain)
517 {
518         graph->n = 0;
519         graph->maxvar = 0;
520         if (isl_union_set_foreach_set(domain, &init_n_maxvar, graph) < 0)
521                 return -1;
522         graph->max_row = graph->n + 2 * graph->maxvar;
523
524         return 0;
525 }
526
527 /* Add a new node to the graph representing the given set.
528  */
529 static int extract_node(__isl_take isl_set *set, void *user)
530 {
531         int nvar, nparam;
532         isl_ctx *ctx;
533         isl_space *dim;
534         isl_mat *sched;
535         struct isl_sched_graph *graph = user;
536         int *band, *band_id, *zero;
537
538         ctx = isl_set_get_ctx(set);
539         dim = isl_set_get_space(set);
540         isl_set_free(set);
541         nvar = isl_space_dim(dim, isl_dim_set);
542         nparam = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
543         if (!ctx->opt->schedule_parametric)
544                 nparam = 0;
545         sched = isl_mat_alloc(ctx, 0, 1 + nparam + nvar);
546         graph->node[graph->n].dim = dim;
547         graph->node[graph->n].nvar = nvar;
548         graph->node[graph->n].nparam = nparam;
549         graph->node[graph->n].sched = sched;
550         graph->node[graph->n].sched_map = NULL;
551         band = isl_alloc_array(ctx, int, graph->max_row);
552         graph->node[graph->n].band = band;
553         band_id = isl_calloc_array(ctx, int, graph->max_row);
554         graph->node[graph->n].band_id = band_id;
555         zero = isl_calloc_array(ctx, int, graph->max_row);
556         graph->node[graph->n].zero = zero;
557         graph->n++;
558
559         if (!sched || !band || !band_id || !zero)
560                 return -1;
561
562         return 0;
563 }
564
565 struct isl_extract_edge_data {
566         enum isl_edge_type type;
567         struct isl_sched_graph *graph;
568 };
569
570 /* Add a new edge to the graph based on the given map
571  * and add it to data->graph->edge_table[data->type].
572  * If a dependence relation of a given type happens to be identical
573  * to one of the dependence relations of a type that was added before,
574  * then we don't create a new edge, but instead mark the original edge
575  * as also representing a dependence of the current type.
576  */
577 static int extract_edge(__isl_take isl_map *map, void *user)
578 {
579         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
580         struct isl_extract_edge_data *data = user;
581         struct isl_sched_graph *graph = data->graph;
582         struct isl_sched_node *src, *dst;
583         isl_space *dim;
584         struct isl_sched_edge *edge;
585         int is_equal;
586
587         dim = isl_space_domain(isl_map_get_space(map));
588         src = graph_find_node(ctx, graph, dim);
589         isl_space_free(dim);
590         dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
591         dst = graph_find_node(ctx, graph, dim);
592         isl_space_free(dim);
593
594         if (!src || !dst) {
595                 isl_map_free(map);
596                 return 0;
597         }
598
599         graph->edge[graph->n_edge].src = src;
600         graph->edge[graph->n_edge].dst = dst;
601         graph->edge[graph->n_edge].map = map;
602         if (data->type == isl_edge_validity) {
603                 graph->edge[graph->n_edge].validity = 1;
604                 graph->edge[graph->n_edge].proximity = 0;
605         }
606         if (data->type == isl_edge_proximity) {
607                 graph->edge[graph->n_edge].validity = 0;
608                 graph->edge[graph->n_edge].proximity = 1;
609         }
610         graph->n_edge++;
611
612         edge = graph_find_any_edge(graph, src, dst);
613         if (!edge)
614                 return graph_edge_table_add(ctx, graph, data->type,
615                                     &graph->edge[graph->n_edge - 1]);
616         is_equal = isl_map_plain_is_equal(map, edge->map);
617         if (is_equal < 0)
618                 return -1;
619         if (!is_equal)
620                 return graph_edge_table_add(ctx, graph, data->type,
621                                     &graph->edge[graph->n_edge - 1]);
622
623         graph->n_edge--;
624         edge->validity |= graph->edge[graph->n_edge].validity;
625         edge->proximity |= graph->edge[graph->n_edge].proximity;
626         isl_map_free(map);
627
628         return graph_edge_table_add(ctx, graph, data->type, edge);
629 }
630
631 /* Check whether there is a validity dependence from src to dst,
632  * forcing dst to follow src (if weak is not set).
633  * If weak is set, then check if there is any dependence from src to dst.
634  */
635 static int node_follows(struct isl_sched_graph *graph, 
636         struct isl_sched_node *dst, struct isl_sched_node *src, int weak)
637 {
638         if (weak)
639                 return graph_has_any_edge(graph, src, dst);
640         else
641                 return graph_has_validity_edge(graph, src, dst);
642 }
643
644 /* Perform Tarjan's algorithm for computing the strongly connected components
645  * in the dependence graph (only validity edges).
646  * If weak is set, we consider the graph to be undirected and
647  * we effectively compute the (weakly) connected components.
648  * Additionally, we also consider other edges when weak is set.
649  */
650 static int detect_sccs_tarjan(struct isl_sched_graph *g, int i, int weak)
651 {
652         int j;
653
654         g->node[i].index = g->index;
655         g->node[i].min_index = g->index;
656         g->node[i].on_stack = 1;
657         g->index++;
658         g->stack[g->sp++] = i;
659
660         for (j = g->n - 1; j >= 0; --j) {
661                 int f;
662
663                 if (j == i)
664                         continue;
665                 if (g->node[j].index >= 0 &&
666                         (!g->node[j].on_stack ||
667                          g->node[j].index > g->node[i].min_index))
668                         continue;
669                 
670                 f = node_follows(g, &g->node[i], &g->node[j], weak);
671                 if (f < 0)
672                         return -1;
673                 if (!f && weak) {
674                         f = node_follows(g, &g->node[j], &g->node[i], weak);
675                         if (f < 0)
676                                 return -1;
677                 }
678                 if (!f)
679                         continue;
680                 if (g->node[j].index < 0) {
681                         detect_sccs_tarjan(g, j, weak);
682                         if (g->node[j].min_index < g->node[i].min_index)
683                                 g->node[i].min_index = g->node[j].min_index;
684                 } else if (g->node[j].index < g->node[i].min_index)
685                         g->node[i].min_index = g->node[j].index;
686         }
687
688         if (g->node[i].index != g->node[i].min_index)
689                 return 0;
690
691         do {
692                 j = g->stack[--g->sp];
693                 g->node[j].on_stack = 0;
694                 g->node[j].scc = g->scc;
695         } while (j != i);
696         g->scc++;
697
698         return 0;
699 }
700
701 static int detect_ccs(struct isl_sched_graph *graph, int weak)
702 {
703         int i;
704
705         graph->index = 0;
706         graph->sp = 0;
707         graph->scc = 0;
708         for (i = graph->n - 1; i >= 0; --i)
709                 graph->node[i].index = -1;
710
711         for (i = graph->n - 1; i >= 0; --i) {
712                 if (graph->node[i].index >= 0)
713                         continue;
714                 if (detect_sccs_tarjan(graph, i, weak) < 0)
715                         return -1;
716         }
717
718         return 0;
719 }
720
721 /* Apply Tarjan's algorithm to detect the strongly connected components
722  * in the dependence graph.
723  */
724 static int detect_sccs(struct isl_sched_graph *graph)
725 {
726         return detect_ccs(graph, 0);
727 }
728
729 /* Apply Tarjan's algorithm to detect the (weakly) connected components
730  * in the dependence graph.
731  */
732 static int detect_wccs(struct isl_sched_graph *graph)
733 {
734         return detect_ccs(graph, 1);
735 }
736
737 static int cmp_scc(const void *a, const void *b, void *data)
738 {
739         struct isl_sched_graph *graph = data;
740         const int *i1 = a;
741         const int *i2 = b;
742
743         return graph->node[*i1].scc - graph->node[*i2].scc;
744 }
745
746 /* Sort the elements of graph->sorted according to the corresponding SCCs.
747  */
748 static void sort_sccs(struct isl_sched_graph *graph)
749 {
750         isl_quicksort(graph->sorted, graph->n, sizeof(int), &cmp_scc, graph);
751 }
752
753 /* Given a dependence relation R from a node to itself,
754  * construct the set of coefficients of valid constraints for elements
755  * in that dependence relation.
756  * In particular, the result contains tuples of coefficients
757  * c_0, c_n, c_x such that
758  *
759  *      c_0 + c_n n + c_x y - c_x x >= 0 for each (x,y) in R
760  *
761  * or, equivalently,
762  *
763  *      c_0 + c_n n + c_x d >= 0 for each d in delta R = { y - x | (x,y) in R }
764  *
765  * We choose here to compute the dual of delta R.
766  * Alternatively, we could have computed the dual of R, resulting
767  * in a set of tuples c_0, c_n, c_x, c_y, and then
768  * plugged in (c_0, c_n, c_x, -c_x).
769  */
770 static __isl_give isl_basic_set *intra_coefficients(
771         struct isl_sched_graph *graph, __isl_take isl_map *map)
772 {
773         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
774         isl_set *delta;
775         isl_basic_set *coef;
776
777         if (isl_hmap_map_basic_set_has(ctx, graph->intra_hmap, map))
778                 return isl_hmap_map_basic_set_get(ctx, graph->intra_hmap, map);
779
780         delta = isl_set_remove_divs(isl_map_deltas(isl_map_copy(map)));
781         coef = isl_set_coefficients(delta);
782         isl_hmap_map_basic_set_set(ctx, graph->intra_hmap, map,
783                                         isl_basic_set_copy(coef));
784
785         return coef;
786 }
787
788 /* Given a dependence relation R, * construct the set of coefficients
789  * of valid constraints for elements in that dependence relation.
790  * In particular, the result contains tuples of coefficients
791  * c_0, c_n, c_x, c_y such that
792  *
793  *      c_0 + c_n n + c_x x + c_y y >= 0 for each (x,y) in R
794  *
795  */
796 static __isl_give isl_basic_set *inter_coefficients(
797         struct isl_sched_graph *graph, __isl_take isl_map *map)
798 {
799         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
800         isl_set *set;
801         isl_basic_set *coef;
802
803         if (isl_hmap_map_basic_set_has(ctx, graph->inter_hmap, map))
804                 return isl_hmap_map_basic_set_get(ctx, graph->inter_hmap, map);
805
806         set = isl_map_wrap(isl_map_remove_divs(isl_map_copy(map)));
807         coef = isl_set_coefficients(set);
808         isl_hmap_map_basic_set_set(ctx, graph->inter_hmap, map,
809                                         isl_basic_set_copy(coef));
810
811         return coef;
812 }
813
814 /* Add constraints to graph->lp that force validity for the given
815  * dependence from a node i to itself.
816  * That is, add constraints that enforce
817  *
818  *      (c_i_0 + c_i_n n + c_i_x y) - (c_i_0 + c_i_n n + c_i_x x)
819  *      = c_i_x (y - x) >= 0
820  *
821  * for each (x,y) in R.
822  * We obtain general constraints on coefficients (c_0, c_n, c_x)
823  * of valid constraints for (y - x) and then plug in (0, 0, c_i_x^+ - c_i_x^-),
824  * where c_i_x = c_i_x^+ - c_i_x^-, with c_i_x^+ and c_i_x^- non-negative.
825  * In graph->lp, the c_i_x^- appear before their c_i_x^+ counterpart.
826  *
827  * Actually, we do not construct constraints for the c_i_x themselves,
828  * but for the coefficients of c_i_x written as a linear combination
829  * of the columns in node->cmap.
830  */
831 static int add_intra_validity_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
832         struct isl_sched_edge *edge)
833 {
834         unsigned total;
835         isl_map *map = isl_map_copy(edge->map);
836         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
837         isl_space *dim;
838         isl_dim_map *dim_map;
839         isl_basic_set *coef;
840         struct isl_sched_node *node = edge->src;
841
842         coef = intra_coefficients(graph, map);
843
844         dim = isl_space_domain(isl_space_unwrap(isl_basic_set_get_space(coef)));
845
846         coef = isl_basic_set_transform_dims(coef, isl_dim_set,
847                     isl_space_dim(dim, isl_dim_set), isl_mat_copy(node->cmap));
848
849         total = isl_basic_set_total_dim(graph->lp);
850         dim_map = isl_dim_map_alloc(ctx, total);
851         isl_dim_map_range(dim_map, node->start + 2 * node->nparam + 1, 2,
852                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
853                           node->nvar, -1);
854         isl_dim_map_range(dim_map, node->start + 2 * node->nparam + 2, 2,
855                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
856                           node->nvar, 1);
857         graph->lp = isl_basic_set_extend_constraints(graph->lp,
858                         coef->n_eq, coef->n_ineq);
859         graph->lp = isl_basic_set_add_constraints_dim_map(graph->lp,
860                                                            coef, dim_map);
861         isl_space_free(dim);
862
863         return 0;
864 }
865
866 /* Add constraints to graph->lp that force validity for the given
867  * dependence from node i to node j.
868  * That is, add constraints that enforce
869  *
870  *      (c_j_0 + c_j_n n + c_j_x y) - (c_i_0 + c_i_n n + c_i_x x) >= 0
871  *
872  * for each (x,y) in R.
873  * We obtain general constraints on coefficients (c_0, c_n, c_x, c_y)
874  * of valid constraints for R and then plug in
875  * (c_j_0 - c_i_0, c_j_n^+ - c_j_n^- - (c_i_n^+ - c_i_n^-),
876  *  c_j_x^+ - c_j_x^- - (c_i_x^+ - c_i_x^-)),
877  * where c_* = c_*^+ - c_*^-, with c_*^+ and c_*^- non-negative.
878  * In graph->lp, the c_*^- appear before their c_*^+ counterpart.
879  *
880  * Actually, we do not construct constraints for the c_*_x themselves,
881  * but for the coefficients of c_*_x written as a linear combination
882  * of the columns in node->cmap.
883  */
884 static int add_inter_validity_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
885         struct isl_sched_edge *edge)
886 {
887         unsigned total;
888         isl_map *map = isl_map_copy(edge->map);
889         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
890         isl_space *dim;
891         isl_dim_map *dim_map;
892         isl_basic_set *coef;
893         struct isl_sched_node *src = edge->src;
894         struct isl_sched_node *dst = edge->dst;
895
896         coef = inter_coefficients(graph, map);
897
898         dim = isl_space_domain(isl_space_unwrap(isl_basic_set_get_space(coef)));
899
900         coef = isl_basic_set_transform_dims(coef, isl_dim_set,
901                     isl_space_dim(dim, isl_dim_set), isl_mat_copy(src->cmap));
902         coef = isl_basic_set_transform_dims(coef, isl_dim_set,
903                     isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar,
904                     isl_mat_copy(dst->cmap));
905
906         total = isl_basic_set_total_dim(graph->lp);
907         dim_map = isl_dim_map_alloc(ctx, total);
908
909         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start, 0, 0, 0, 1, 1);
910         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 1, 2, 1, 1, dst->nparam, -1);
911         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2, 2, 1, 1, dst->nparam, 1);
912         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2 * dst->nparam + 1, 2,
913                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar, 1,
914                           dst->nvar, -1);
915         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2 * dst->nparam + 2, 2,
916                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar, 1,
917                           dst->nvar, 1);
918
919         isl_dim_map_range(dim_map, src->start, 0, 0, 0, 1, -1);
920         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 1, 2, 1, 1, src->nparam, 1);
921         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2, 2, 1, 1, src->nparam, -1);
922         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2 * src->nparam + 1, 2,
923                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
924                           src->nvar, 1);
925         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2 * src->nparam + 2, 2,
926                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
927                           src->nvar, -1);
928
929         edge->start = graph->lp->n_ineq;
930         graph->lp = isl_basic_set_extend_constraints(graph->lp,
931                         coef->n_eq, coef->n_ineq);
932         graph->lp = isl_basic_set_add_constraints_dim_map(graph->lp,
933                                                            coef, dim_map);
934         isl_space_free(dim);
935         edge->end = graph->lp->n_ineq;
936
937         return 0;
938 }
939
940 /* Add constraints to graph->lp that bound the dependence distance for the given
941  * dependence from a node i to itself.
942  * If s = 1, we add the constraint
943  *
944  *      c_i_x (y - x) <= m_0 + m_n n
945  *
946  * or
947  *
948  *      -c_i_x (y - x) + m_0 + m_n n >= 0
949  *
950  * for each (x,y) in R.
951  * If s = -1, we add the constraint
952  *
953  *      -c_i_x (y - x) <= m_0 + m_n n
954  *
955  * or
956  *
957  *      c_i_x (y - x) + m_0 + m_n n >= 0
958  *
959  * for each (x,y) in R.
960  * We obtain general constraints on coefficients (c_0, c_n, c_x)
961  * of valid constraints for (y - x) and then plug in (m_0, m_n, -s * c_i_x),
962  * with each coefficient (except m_0) represented as a pair of non-negative
963  * coefficients.
964  *
965  * Actually, we do not construct constraints for the c_i_x themselves,
966  * but for the coefficients of c_i_x written as a linear combination
967  * of the columns in node->cmap.
968  */
969 static int add_intra_proximity_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
970         struct isl_sched_edge *edge, int s)
971 {
972         unsigned total;
973         unsigned nparam;
974         isl_map *map = isl_map_copy(edge->map);
975         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
976         isl_space *dim;
977         isl_dim_map *dim_map;
978         isl_basic_set *coef;
979         struct isl_sched_node *node = edge->src;
980
981         coef = intra_coefficients(graph, map);
982
983         dim = isl_space_domain(isl_space_unwrap(isl_basic_set_get_space(coef)));
984
985         coef = isl_basic_set_transform_dims(coef, isl_dim_set,
986                     isl_space_dim(dim, isl_dim_set), isl_mat_copy(node->cmap));
987
988         nparam = isl_space_dim(node->dim, isl_dim_param);
989         total = isl_basic_set_total_dim(graph->lp);
990         dim_map = isl_dim_map_alloc(ctx, total);
991         isl_dim_map_range(dim_map, 1, 0, 0, 0, 1, 1);
992         isl_dim_map_range(dim_map, 4, 2, 1, 1, nparam, -1);
993         isl_dim_map_range(dim_map, 5, 2, 1, 1, nparam, 1);
994         isl_dim_map_range(dim_map, node->start + 2 * node->nparam + 1, 2,
995                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
996                           node->nvar, s);
997         isl_dim_map_range(dim_map, node->start + 2 * node->nparam + 2, 2,
998                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
999                           node->nvar, -s);
1000         graph->lp = isl_basic_set_extend_constraints(graph->lp,
1001                         coef->n_eq, coef->n_ineq);
1002         graph->lp = isl_basic_set_add_constraints_dim_map(graph->lp,
1003                                                            coef, dim_map);
1004         isl_space_free(dim);
1005
1006         return 0;
1007 }
1008
1009 /* Add constraints to graph->lp that bound the dependence distance for the given
1010  * dependence from node i to node j.
1011  * If s = 1, we add the constraint
1012  *
1013  *      (c_j_0 + c_j_n n + c_j_x y) - (c_i_0 + c_i_n n + c_i_x x)
1014  *              <= m_0 + m_n n
1015  *
1016  * or
1017  *
1018  *      -(c_j_0 + c_j_n n + c_j_x y) + (c_i_0 + c_i_n n + c_i_x x) +
1019  *              m_0 + m_n n >= 0
1020  *
1021  * for each (x,y) in R.
1022  * If s = -1, we add the constraint
1023  *
1024  *      -((c_j_0 + c_j_n n + c_j_x y) - (c_i_0 + c_i_n n + c_i_x x))
1025  *              <= m_0 + m_n n
1026  *
1027  * or
1028  *
1029  *      (c_j_0 + c_j_n n + c_j_x y) - (c_i_0 + c_i_n n + c_i_x x) +
1030  *              m_0 + m_n n >= 0
1031  *
1032  * for each (x,y) in R.
1033  * We obtain general constraints on coefficients (c_0, c_n, c_x, c_y)
1034  * of valid constraints for R and then plug in
1035  * (m_0 - s*c_j_0 + s*c_i_0, m_n - s*c_j_n + s*c_i_n,
1036  *  -s*c_j_x+s*c_i_x)
1037  * with each coefficient (except m_0, c_j_0 and c_i_0)
1038  * represented as a pair of non-negative coefficients.
1039  *
1040  * Actually, we do not construct constraints for the c_*_x themselves,
1041  * but for the coefficients of c_*_x written as a linear combination
1042  * of the columns in node->cmap.
1043  */
1044 static int add_inter_proximity_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
1045         struct isl_sched_edge *edge, int s)
1046 {
1047         unsigned total;
1048         unsigned nparam;
1049         isl_map *map = isl_map_copy(edge->map);
1050         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
1051         isl_space *dim;
1052         isl_dim_map *dim_map;
1053         isl_basic_set *coef;
1054         struct isl_sched_node *src = edge->src;
1055         struct isl_sched_node *dst = edge->dst;
1056
1057         coef = inter_coefficients(graph, map);
1058
1059         dim = isl_space_domain(isl_space_unwrap(isl_basic_set_get_space(coef)));
1060
1061         coef = isl_basic_set_transform_dims(coef, isl_dim_set,
1062                     isl_space_dim(dim, isl_dim_set), isl_mat_copy(src->cmap));
1063         coef = isl_basic_set_transform_dims(coef, isl_dim_set,
1064                     isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar,
1065                     isl_mat_copy(dst->cmap));
1066
1067         nparam = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_param);
1068         total = isl_basic_set_total_dim(graph->lp);
1069         dim_map = isl_dim_map_alloc(ctx, total);
1070
1071         isl_dim_map_range(dim_map, 1, 0, 0, 0, 1, 1);
1072         isl_dim_map_range(dim_map, 4, 2, 1, 1, nparam, -1);
1073         isl_dim_map_range(dim_map, 5, 2, 1, 1, nparam, 1);
1074
1075         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start, 0, 0, 0, 1, -s);
1076         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 1, 2, 1, 1, dst->nparam, s);
1077         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2, 2, 1, 1, dst->nparam, -s);
1078         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2 * dst->nparam + 1, 2,
1079                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar, 1,
1080                           dst->nvar, s);
1081         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2 * dst->nparam + 2, 2,
1082                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar, 1,
1083                           dst->nvar, -s);
1084
1085         isl_dim_map_range(dim_map, src->start, 0, 0, 0, 1, s);
1086         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 1, 2, 1, 1, src->nparam, -s);
1087         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2, 2, 1, 1, src->nparam, s);
1088         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2 * src->nparam + 1, 2,
1089                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
1090                           src->nvar, -s);
1091         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2 * src->nparam + 2, 2,
1092                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
1093                           src->nvar, s);
1094
1095         graph->lp = isl_basic_set_extend_constraints(graph->lp,
1096                         coef->n_eq, coef->n_ineq);
1097         graph->lp = isl_basic_set_add_constraints_dim_map(graph->lp,
1098                                                            coef, dim_map);
1099         isl_space_free(dim);
1100
1101         return 0;
1102 }
1103
1104 static int add_all_validity_constraints(struct isl_sched_graph *graph)
1105 {
1106         int i;
1107
1108         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
1109                 struct isl_sched_edge *edge= &graph->edge[i];
1110                 if (!edge->validity)
1111                         continue;
1112                 if (edge->src != edge->dst)
1113                         continue;
1114                 if (add_intra_validity_constraints(graph, edge) < 0)
1115                         return -1;
1116         }
1117
1118         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
1119                 struct isl_sched_edge *edge = &graph->edge[i];
1120                 if (!edge->validity)
1121                         continue;
1122                 if (edge->src == edge->dst)
1123                         continue;
1124                 if (add_inter_validity_constraints(graph, edge) < 0)
1125                         return -1;
1126         }
1127
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 /* Add constraints to graph->lp that bound the dependence distance
1132  * for all dependence relations.
1133  * If a given proximity dependence is identical to a validity
1134  * dependence, then the dependence distance is already bounded
1135  * from below (by zero), so we only need to bound the distance
1136  * from above.
1137  * Otherwise, we need to bound the distance both from above and from below.
1138  */
1139 static int add_all_proximity_constraints(struct isl_sched_graph *graph)
1140 {
1141         int i;
1142
1143         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
1144                 struct isl_sched_edge *edge= &graph->edge[i];
1145                 if (!edge->proximity)
1146                         continue;
1147                 if (edge->src == edge->dst &&
1148                     add_intra_proximity_constraints(graph, edge, 1) < 0)
1149                         return -1;
1150                 if (edge->src != edge->dst &&
1151                     add_inter_proximity_constraints(graph, edge, 1) < 0)
1152                         return -1;
1153                 if (edge->validity)
1154                         continue;
1155                 if (edge->src == edge->dst &&
1156                     add_intra_proximity_constraints(graph, edge, -1) < 0)
1157                         return -1;
1158                 if (edge->src != edge->dst &&
1159                     add_inter_proximity_constraints(graph, edge, -1) < 0)
1160                         return -1;
1161         }
1162
1163         return 0;
1164 }
1165
1166 /* Compute a basis for the rows in the linear part of the schedule
1167  * and extend this basis to a full basis.  The remaining rows
1168  * can then be used to force linear independence from the rows
1169  * in the schedule.
1170  *
1171  * In particular, given the schedule rows S, we compute
1172  *
1173  *      S = H Q
1174  *
1175  * with H the Hermite normal form of S.  That is, all but the
1176  * first rank columns of Q are zero and so each row in S is
1177  * a linear combination of the first rank rows of Q.
1178  * The matrix Q is then transposed because we will write the
1179  * coefficients of the next schedule row as a column vector s
1180  * and express this s as a linear combination s = Q c of the
1181  * computed basis.
1182  */
1183 static int node_update_cmap(struct isl_sched_node *node)
1184 {
1185         isl_mat *H, *Q;
1186         int n_row = isl_mat_rows(node->sched);
1187
1188         H = isl_mat_sub_alloc(node->sched, 0, n_row,
1189                               1 + node->nparam, node->nvar);
1190
1191         H = isl_mat_left_hermite(H, 0, NULL, &Q);
1192         isl_mat_free(node->cmap);
1193         node->cmap = isl_mat_transpose(Q);
1194         node->rank = isl_mat_initial_non_zero_cols(H);
1195         isl_mat_free(H);
1196
1197         if (!node->cmap || node->rank < 0)
1198                 return -1;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 /* Count the number of equality and inequality constraints
1203  * that will be added for the given map.
1204  * If carry is set, then we are counting the number of (validity)
1205  * constraints that will be added in setup_carry_lp and we count
1206  * each edge exactly once.  Otherwise, we count as follows
1207  * validity             -> 1 (>= 0)
1208  * validity+proximity   -> 2 (>= 0 and upper bound)
1209  * proximity            -> 2 (lower and upper bound)
1210  */
1211 static int count_map_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
1212         struct isl_sched_edge *edge, __isl_take isl_map *map,
1213         int *n_eq, int *n_ineq, int carry)
1214 {
1215         isl_basic_set *coef;
1216         int f = carry ? 1 : edge->proximity ? 2 : 1;
1217
1218         if (carry && !edge->validity) {
1219                 isl_map_free(map);
1220                 return 0;
1221         }
1222
1223         if (edge->src == edge->dst)
1224                 coef = intra_coefficients(graph, map);
1225         else
1226                 coef = inter_coefficients(graph, map);
1227         if (!coef)
1228                 return -1;
1229         *n_eq += f * coef->n_eq;
1230         *n_ineq += f * coef->n_ineq;
1231         isl_basic_set_free(coef);
1232
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 /* Count the number of equality and inequality constraints
1237  * that will be added to the main lp problem.
1238  * We count as follows
1239  * validity             -> 1 (>= 0)
1240  * validity+proximity   -> 2 (>= 0 and upper bound)
1241  * proximity            -> 2 (lower and upper bound)
1242  */
1243 static int count_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
1244         int *n_eq, int *n_ineq)
1245 {
1246         int i;
1247
1248         *n_eq = *n_ineq = 0;
1249         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
1250                 struct isl_sched_edge *edge= &graph->edge[i];
1251                 isl_map *map = isl_map_copy(edge->map);
1252
1253                 if (count_map_constraints(graph, edge, map,
1254                                           n_eq, n_ineq, 0) < 0)
1255                         return -1;
1256         }
1257
1258         return 0;
1259 }
1260
1261 /* Add constraints that bound the values of the variable and parameter
1262  * coefficients of the schedule.
1263  *
1264  * The maximal value of the coefficients is defined by the option
1265  * 'schedule_max_coefficient'.
1266  */
1267 static int add_bound_coefficient_constraints(isl_ctx *ctx,
1268         struct isl_sched_graph *graph)
1269 {
1270         int i, j, k;
1271         int max_coefficient;
1272         int total;
1273
1274         max_coefficient = ctx->opt->schedule_max_coefficient;
1275
1276         if (max_coefficient == -1)
1277                 return 0;
1278
1279         total = isl_basic_set_total_dim(graph->lp);
1280
1281         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1282                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
1283                 for (j = 0; j < 2 * node->nparam + 2 * node->nvar; ++j) {
1284                         int dim;
1285                         k = isl_basic_set_alloc_inequality(graph->lp);
1286                         if (k < 0)
1287                                 return -1;
1288                         dim = 1 + node->start + 1 + j;
1289                         isl_seq_clr(graph->lp->ineq[k], 1 +  total);
1290                         isl_int_set_si(graph->lp->ineq[k][dim], -1);
1291                         isl_int_set_si(graph->lp->ineq[k][0], max_coefficient);
1292                 }
1293         }
1294
1295         return 0;
1296 }
1297
1298 /* Construct an ILP problem for finding schedule coefficients
1299  * that result in non-negative, but small dependence distances
1300  * over all dependences.
1301  * In particular, the dependence distances over proximity edges
1302  * are bounded by m_0 + m_n n and we compute schedule coefficients
1303  * with small values (preferably zero) of m_n and m_0.
1304  *
1305  * All variables of the ILP are non-negative.  The actual coefficients
1306  * may be negative, so each coefficient is represented as the difference
1307  * of two non-negative variables.  The negative part always appears
1308  * immediately before the positive part.
1309  * Other than that, the variables have the following order
1310  *
1311  *      - sum of positive and negative parts of m_n coefficients
1312  *      - m_0
1313  *      - sum of positive and negative parts of all c_n coefficients
1314  *              (unconstrained when computing non-parametric schedules)
1315  *      - sum of positive and negative parts of all c_x coefficients
1316  *      - positive and negative parts of m_n coefficients
1317  *      - for each node
1318  *              - c_i_0
1319  *              - positive and negative parts of c_i_n (if parametric)
1320  *              - positive and negative parts of c_i_x
1321  *
1322  * The c_i_x are not represented directly, but through the columns of
1323  * node->cmap.  That is, the computed values are for variable t_i_x
1324  * such that c_i_x = Q t_i_x with Q equal to node->cmap.
1325  *
1326  * The constraints are those from the edges plus two or three equalities
1327  * to express the sums.
1328  *
1329  * If force_zero is set, then we add equalities to ensure that
1330  * the sum of the m_n coefficients and m_0 are both zero.
1331  */
1332 static int setup_lp(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph,
1333         int force_zero)
1334 {
1335         int i, j;
1336         int k;
1337         unsigned nparam;
1338         unsigned total;
1339         isl_space *dim;
1340         int parametric;
1341         int param_pos;
1342         int n_eq, n_ineq;
1343         int max_constant_term;
1344         int max_coefficient;
1345
1346         max_constant_term = ctx->opt->schedule_max_constant_term;
1347         max_coefficient = ctx->opt->schedule_max_coefficient;
1348
1349         parametric = ctx->opt->schedule_parametric;
1350         nparam = isl_space_dim(graph->node[0].dim, isl_dim_param);
1351         param_pos = 4;
1352         total = param_pos + 2 * nparam;
1353         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1354                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[graph->sorted[i]];
1355                 if (node_update_cmap(node) < 0)
1356                         return -1;
1357                 node->start = total;
1358                 total += 1 + 2 * (node->nparam + node->nvar);
1359         }
1360
1361         if (count_constraints(graph, &n_eq, &n_ineq) < 0)
1362                 return -1;
1363
1364         dim = isl_space_set_alloc(ctx, 0, total);
1365         isl_basic_set_free(graph->lp);
1366         n_eq += 2 + parametric + force_zero;
1367         if (max_constant_term != -1)
1368                 n_ineq += graph->n;
1369         if (max_coefficient != -1)
1370                 for (i = 0; i < graph->n; ++i)
1371                         n_ineq += 2 * graph->node[i].nparam +
1372                                   2 * graph->node[i].nvar;
1373
1374         graph->lp = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, n_eq, n_ineq);
1375
1376         k = isl_basic_set_alloc_equality(graph->lp);
1377         if (k < 0)
1378                 return -1;
1379         isl_seq_clr(graph->lp->eq[k], 1 +  total);
1380         if (!force_zero)
1381                 isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][1], -1);
1382         for (i = 0; i < 2 * nparam; ++i)
1383                 isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][1 + param_pos + i], 1);
1384
1385         if (force_zero) {
1386                 k = isl_basic_set_alloc_equality(graph->lp);
1387                 if (k < 0)
1388                         return -1;
1389                 isl_seq_clr(graph->lp->eq[k], 1 +  total);
1390                 isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][2], -1);
1391         }
1392
1393         if (parametric) {
1394                 k = isl_basic_set_alloc_equality(graph->lp);
1395                 if (k < 0)
1396                         return -1;
1397                 isl_seq_clr(graph->lp->eq[k], 1 +  total);
1398                 isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][3], -1);
1399                 for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1400                         int pos = 1 + graph->node[i].start + 1;
1401
1402                         for (j = 0; j < 2 * graph->node[i].nparam; ++j)
1403                                 isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][pos + j], 1);
1404                 }
1405         }
1406
1407         k = isl_basic_set_alloc_equality(graph->lp);
1408         if (k < 0)
1409                 return -1;
1410         isl_seq_clr(graph->lp->eq[k], 1 +  total);
1411         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][4], -1);
1412         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1413                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
1414                 int pos = 1 + node->start + 1 + 2 * node->nparam;
1415
1416                 for (j = 0; j < 2 * node->nvar; ++j)
1417                         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][pos + j], 1);
1418         }
1419
1420         if (max_constant_term != -1)
1421                 for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1422                         struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
1423                         k = isl_basic_set_alloc_inequality(graph->lp);
1424                         if (k < 0)
1425                                 return -1;
1426                         isl_seq_clr(graph->lp->ineq[k], 1 +  total);
1427                         isl_int_set_si(graph->lp->ineq[k][1 + node->start], -1);
1428                         isl_int_set_si(graph->lp->ineq[k][0], max_constant_term);
1429                 }
1430
1431         if (add_bound_coefficient_constraints(ctx, graph) < 0)
1432                 return -1;
1433         if (add_all_validity_constraints(graph) < 0)
1434                 return -1;
1435         if (add_all_proximity_constraints(graph) < 0)
1436                 return -1;
1437
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 /* Analyze the conflicting constraint found by
1442  * isl_tab_basic_set_non_trivial_lexmin.  If it corresponds to the validity
1443  * constraint of one of the edges between distinct nodes, living, moreover
1444  * in distinct SCCs, then record the source and sink SCC as this may
1445  * be a good place to cut between SCCs.
1446  */
1447 static int check_conflict(int con, void *user)
1448 {
1449         int i;
1450         struct isl_sched_graph *graph = user;
1451
1452         if (graph->src_scc >= 0)
1453                 return 0;
1454
1455         con -= graph->lp->n_eq;
1456
1457         if (con >= graph->lp->n_ineq)
1458                 return 0;
1459
1460         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
1461                 if (!graph->edge[i].validity)
1462                         continue;
1463                 if (graph->edge[i].src == graph->edge[i].dst)
1464                         continue;
1465                 if (graph->edge[i].src->scc == graph->edge[i].dst->scc)
1466                         continue;
1467                 if (graph->edge[i].start > con)
1468                         continue;
1469                 if (graph->edge[i].end <= con)
1470                         continue;
1471                 graph->src_scc = graph->edge[i].src->scc;
1472                 graph->dst_scc = graph->edge[i].dst->scc;
1473         }
1474
1475         return 0;
1476 }
1477
1478 /* Check whether the next schedule row of the given node needs to be
1479  * non-trivial.  Lower-dimensional domains may have some trivial rows,
1480  * but as soon as the number of remaining required non-trivial rows
1481  * is as large as the number or remaining rows to be computed,
1482  * all remaining rows need to be non-trivial.
1483  */
1484 static int needs_row(struct isl_sched_graph *graph, struct isl_sched_node *node)
1485 {
1486         return node->nvar - node->rank >= graph->maxvar - graph->n_row;
1487 }
1488
1489 /* Solve the ILP problem constructed in setup_lp.
1490  * For each node such that all the remaining rows of its schedule
1491  * need to be non-trivial, we construct a non-triviality region.
1492  * This region imposes that the next row is independent of previous rows.
1493  * In particular the coefficients c_i_x are represented by t_i_x
1494  * variables with c_i_x = Q t_i_x and Q a unimodular matrix such that
1495  * its first columns span the rows of the previously computed part
1496  * of the schedule.  The non-triviality region enforces that at least
1497  * one of the remaining components of t_i_x is non-zero, i.e.,
1498  * that the new schedule row depends on at least one of the remaining
1499  * columns of Q.
1500  */
1501 static __isl_give isl_vec *solve_lp(struct isl_sched_graph *graph)
1502 {
1503         int i;
1504         isl_vec *sol;
1505         isl_basic_set *lp;
1506
1507         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1508                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
1509                 int skip = node->rank;
1510                 graph->region[i].pos = node->start + 1 + 2*(node->nparam+skip);
1511                 if (needs_row(graph, node))
1512                         graph->region[i].len = 2 * (node->nvar - skip);
1513                 else
1514                         graph->region[i].len = 0;
1515         }
1516         lp = isl_basic_set_copy(graph->lp);
1517         sol = isl_tab_basic_set_non_trivial_lexmin(lp, 2, graph->n,
1518                                        graph->region, &check_conflict, graph);
1519         return sol;
1520 }
1521
1522 /* Update the schedules of all nodes based on the given solution
1523  * of the LP problem.
1524  * The new row is added to the current band.
1525  * All possibly negative coefficients are encoded as a difference
1526  * of two non-negative variables, so we need to perform the subtraction
1527  * here.  Moreover, if use_cmap is set, then the solution does
1528  * not refer to the actual coefficients c_i_x, but instead to variables
1529  * t_i_x such that c_i_x = Q t_i_x and Q is equal to node->cmap.
1530  * In this case, we then also need to perform this multiplication
1531  * to obtain the values of c_i_x.
1532  *
1533  * If check_zero is set, then the first two coordinates of sol are
1534  * assumed to correspond to the dependence distance.  If these two
1535  * coordinates are zero, then the corresponding scheduling dimension
1536  * is marked as being zero distance.
1537  */
1538 static int update_schedule(struct isl_sched_graph *graph,
1539         __isl_take isl_vec *sol, int use_cmap, int check_zero)
1540 {
1541         int i, j;
1542         int zero = 0;
1543         isl_vec *csol = NULL;
1544
1545         if (!sol)
1546                 goto error;
1547         if (sol->size == 0)
1548                 isl_die(sol->ctx, isl_error_internal,
1549                         "no solution found", goto error);
1550
1551         if (check_zero)
1552                 zero = isl_int_is_zero(sol->el[1]) &&
1553                            isl_int_is_zero(sol->el[2]);
1554
1555         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1556                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
1557                 int pos = node->start;
1558                 int row = isl_mat_rows(node->sched);
1559
1560                 isl_vec_free(csol);
1561                 csol = isl_vec_alloc(sol->ctx, node->nvar);
1562                 if (!csol)
1563                         goto error;
1564
1565                 isl_map_free(node->sched_map);
1566                 node->sched_map = NULL;
1567                 node->sched = isl_mat_add_rows(node->sched, 1);
1568                 if (!node->sched)
1569                         goto error;
1570                 node->sched = isl_mat_set_element(node->sched, row, 0,
1571                                                   sol->el[1 + pos]);
1572                 for (j = 0; j < node->nparam + node->nvar; ++j)
1573                         isl_int_sub(sol->el[1 + pos + 1 + 2 * j + 1],
1574                                     sol->el[1 + pos + 1 + 2 * j + 1],
1575                                     sol->el[1 + pos + 1 + 2 * j]);
1576                 for (j = 0; j < node->nparam; ++j)
1577                         node->sched = isl_mat_set_element(node->sched,
1578                                         row, 1 + j, sol->el[1+pos+1+2*j+1]);
1579                 for (j = 0; j < node->nvar; ++j)
1580                         isl_int_set(csol->el[j],
1581                                     sol->el[1+pos+1+2*(node->nparam+j)+1]);
1582                 if (use_cmap)
1583                         csol = isl_mat_vec_product(isl_mat_copy(node->cmap),
1584                                                    csol);
1585                 if (!csol)
1586                         goto error;
1587                 for (j = 0; j < node->nvar; ++j)
1588                         node->sched = isl_mat_set_element(node->sched,
1589                                         row, 1 + node->nparam + j, csol->el[j]);
1590                 node->band[graph->n_total_row] = graph->n_band;
1591                 node->zero[graph->n_total_row] = zero;
1592         }
1593         isl_vec_free(sol);
1594         isl_vec_free(csol);
1595
1596         graph->n_row++;
1597         graph->n_total_row++;
1598
1599         return 0;
1600 error:
1601         isl_vec_free(sol);
1602         isl_vec_free(csol);
1603         return -1;
1604 }
1605
1606 /* Convert node->sched into a multi_aff and return this multi_aff.
1607  */
1608 static __isl_give isl_multi_aff *node_extract_schedule_multi_aff(
1609         struct isl_sched_node *node)
1610 {
1611         int i, j;
1612         isl_space *space;
1613         isl_local_space *ls;
1614         isl_aff *aff;
1615         isl_multi_aff *ma;
1616         int nrow, ncol;
1617         isl_int v;
1618
1619         nrow = isl_mat_rows(node->sched);
1620         ncol = isl_mat_cols(node->sched) - 1;
1621         space = isl_space_from_domain(isl_space_copy(node->dim));
1622         space = isl_space_add_dims(space, isl_dim_out, nrow);
1623         ma = isl_multi_aff_zero(space);
1624         ls = isl_local_space_from_space(isl_space_copy(node->dim));
1625
1626         isl_int_init(v);
1627
1628         for (i = 0; i < nrow; ++i) {
1629                 aff = isl_aff_zero_on_domain(isl_local_space_copy(ls));
1630                 isl_mat_get_element(node->sched, i, 0, &v);
1631                 aff = isl_aff_set_constant(aff, v);
1632                 for (j = 0; j < node->nparam; ++j) {
1633                         isl_mat_get_element(node->sched, i, 1 + j, &v);
1634                         aff = isl_aff_set_coefficient(aff, isl_dim_param, j, v);
1635                 }
1636                 for (j = 0; j < node->nvar; ++j) {
1637                         isl_mat_get_element(node->sched,
1638                                             i, 1 + node->nparam + j, &v);
1639                         aff = isl_aff_set_coefficient(aff, isl_dim_in, j, v);
1640                 }
1641                 ma = isl_multi_aff_set_aff(ma, i, aff);
1642         }
1643
1644         isl_int_clear(v);
1645
1646         isl_local_space_free(ls);
1647
1648         return ma;
1649 }
1650
1651 /* Convert node->sched into a map and return this map.
1652  *
1653  * The result is cached in node->sched_map, which needs to be released
1654  * whenever node->sched is updated.
1655  */
1656 static __isl_give isl_map *node_extract_schedule(struct isl_sched_node *node)
1657 {
1658         if (!node->sched_map) {
1659                 isl_multi_aff *ma;
1660
1661                 ma = node_extract_schedule_multi_aff(node);
1662                 node->sched_map = isl_map_from_multi_aff(ma);
1663         }
1664
1665         return isl_map_copy(node->sched_map);
1666 }
1667
1668 /* Update the given dependence relation based on the current schedule.
1669  * That is, intersect the dependence relation with a map expressing
1670  * that source and sink are executed within the same iteration of
1671  * the current schedule.
1672  * This is not the most efficient way, but this shouldn't be a critical
1673  * operation.
1674  */
1675 static __isl_give isl_map *specialize(__isl_take isl_map *map,
1676         struct isl_sched_node *src, struct isl_sched_node *dst)
1677 {
1678         isl_map *src_sched, *dst_sched, *id;
1679
1680         src_sched = node_extract_schedule(src);
1681         dst_sched = node_extract_schedule(dst);
1682         id = isl_map_apply_range(src_sched, isl_map_reverse(dst_sched));
1683         return isl_map_intersect(map, id);
1684 }
1685
1686 /* Update the dependence relations of all edges based on the current schedule.
1687  * If a dependence is carried completely by the current schedule, then
1688  * it is removed from the edge_tables.  It is kept in the list of edges
1689  * as otherwise all edge_tables would have to be recomputed.
1690  */
1691 static int update_edges(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
1692 {
1693         int i;
1694
1695         for (i = graph->n_edge - 1; i >= 0; --i) {
1696                 struct isl_sched_edge *edge = &graph->edge[i];
1697                 edge->map = specialize(edge->map, edge->src, edge->dst);
1698                 if (!edge->map)
1699                         return -1;
1700
1701                 if (isl_map_plain_is_empty(edge->map))
1702                         graph_remove_edge(graph, edge);
1703         }
1704
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 static void next_band(struct isl_sched_graph *graph)
1709 {
1710         graph->band_start = graph->n_total_row;
1711         graph->n_band++;
1712 }
1713
1714 /* Topologically sort statements mapped to the same schedule iteration
1715  * and add a row to the schedule corresponding to this order.
1716  */
1717 static int sort_statements(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
1718 {
1719         int i, j;
1720
1721         if (graph->n <= 1)
1722                 return 0;
1723
1724         if (update_edges(ctx, graph) < 0)
1725                 return -1;
1726
1727         if (graph->n_edge == 0)
1728                 return 0;
1729
1730         if (detect_sccs(graph) < 0)
1731                 return -1;
1732
1733         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1734                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
1735                 int row = isl_mat_rows(node->sched);
1736                 int cols = isl_mat_cols(node->sched);
1737
1738                 isl_map_free(node->sched_map);
1739                 node->sched_map = NULL;
1740                 node->sched = isl_mat_add_rows(node->sched, 1);
1741                 if (!node->sched)
1742                         return -1;
1743                 node->sched = isl_mat_set_element_si(node->sched, row, 0,
1744                                                      node->scc);
1745                 for (j = 1; j < cols; ++j)
1746                         node->sched = isl_mat_set_element_si(node->sched,
1747                                                              row, j, 0);
1748                 node->band[graph->n_total_row] = graph->n_band;
1749         }
1750
1751         graph->n_total_row++;
1752         next_band(graph);
1753
1754         return 0;
1755 }
1756
1757 /* Construct an isl_schedule based on the computed schedule stored
1758  * in graph and with parameters specified by dim.
1759  */
1760 static __isl_give isl_schedule *extract_schedule(struct isl_sched_graph *graph,
1761         __isl_take isl_space *dim)
1762 {
1763         int i;
1764         isl_ctx *ctx;
1765         isl_schedule *sched = NULL;
1766                 
1767         if (!dim)
1768                 return NULL;
1769
1770         ctx = isl_space_get_ctx(dim);
1771         sched = isl_calloc(ctx, struct isl_schedule,
1772                            sizeof(struct isl_schedule) +
1773                            (graph->n - 1) * sizeof(struct isl_schedule_node));
1774         if (!sched)
1775                 goto error;
1776
1777         sched->ref = 1;
1778         sched->n = graph->n;
1779         sched->n_band = graph->n_band;
1780         sched->n_total_row = graph->n_total_row;
1781
1782         for (i = 0; i < sched->n; ++i) {
1783                 int r, b;
1784                 int *band_end, *band_id, *zero;
1785
1786                 band_end = isl_alloc_array(ctx, int, graph->n_band);
1787                 band_id = isl_alloc_array(ctx, int, graph->n_band);
1788                 zero = isl_alloc_array(ctx, int, graph->n_total_row);
1789                 sched->node[i].sched =
1790                         node_extract_schedule_multi_aff(&graph->node[i]);
1791                 sched->node[i].band_end = band_end;
1792                 sched->node[i].band_id = band_id;
1793                 sched->node[i].zero = zero;
1794                 if (!band_end || !band_id || !zero)
1795                         goto error;
1796
1797                 for (r = 0; r < graph->n_total_row; ++r)
1798                         zero[r] = graph->node[i].zero[r];
1799                 for (r = b = 0; r < graph->n_total_row; ++r) {
1800                         if (graph->node[i].band[r] == b)
1801                                 continue;
1802                         band_end[b++] = r;
1803                         if (graph->node[i].band[r] == -1)
1804                                 break;
1805                 }
1806                 if (r == graph->n_total_row)
1807                         band_end[b++] = r;
1808                 sched->node[i].n_band = b;
1809                 for (--b; b >= 0; --b)
1810                         band_id[b] = graph->node[i].band_id[b];
1811         }
1812
1813         sched->dim = dim;
1814
1815         return sched;
1816 error:
1817         isl_space_free(dim);
1818         isl_schedule_free(sched);
1819         return NULL;
1820 }
1821
1822 /* Copy nodes that satisfy node_pred from the src dependence graph
1823  * to the dst dependence graph.
1824  */
1825 static int copy_nodes(struct isl_sched_graph *dst, struct isl_sched_graph *src,
1826         int (*node_pred)(struct isl_sched_node *node, int data), int data)
1827 {
1828         int i;
1829
1830         dst->n = 0;
1831         for (i = 0; i < src->n; ++i) {
1832                 if (!node_pred(&src->node[i], data))
1833                         continue;
1834                 dst->node[dst->n].dim = isl_space_copy(src->node[i].dim);
1835                 dst->node[dst->n].nvar = src->node[i].nvar;
1836                 dst->node[dst->n].nparam = src->node[i].nparam;
1837                 dst->node[dst->n].sched = isl_mat_copy(src->node[i].sched);
1838                 dst->node[dst->n].sched_map =
1839                         isl_map_copy(src->node[i].sched_map);
1840                 dst->node[dst->n].band = src->node[i].band;
1841                 dst->node[dst->n].band_id = src->node[i].band_id;
1842                 dst->node[dst->n].zero = src->node[i].zero;
1843                 dst->n++;
1844         }
1845
1846         return 0;
1847 }
1848
1849 /* Copy non-empty edges that satisfy edge_pred from the src dependence graph
1850  * to the dst dependence graph.
1851  * If the source or destination node of the edge is not in the destination
1852  * graph, then it must be a backward proximity edge and it should simply
1853  * be ignored.
1854  */
1855 static int copy_edges(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *dst,
1856         struct isl_sched_graph *src,
1857         int (*edge_pred)(struct isl_sched_edge *edge, int data), int data)
1858 {
1859         int i;
1860         int t;
1861
1862         dst->n_edge = 0;
1863         for (i = 0; i < src->n_edge; ++i) {
1864                 struct isl_sched_edge *edge = &src->edge[i];
1865                 isl_map *map;
1866                 struct isl_sched_node *dst_src, *dst_dst;
1867
1868                 if (!edge_pred(edge, data))
1869                         continue;
1870
1871                 if (isl_map_plain_is_empty(edge->map))
1872                         continue;
1873
1874                 dst_src = graph_find_node(ctx, dst, edge->src->dim);
1875                 dst_dst = graph_find_node(ctx, dst, edge->dst->dim);
1876                 if (!dst_src || !dst_dst) {
1877                         if (edge->validity)
1878                                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
1879                                         "backward validity edge", return -1);
1880                         continue;
1881                 }
1882
1883                 map = isl_map_copy(edge->map);
1884
1885                 dst->edge[dst->n_edge].src = dst_src;
1886                 dst->edge[dst->n_edge].dst = dst_dst;
1887                 dst->edge[dst->n_edge].map = map;
1888                 dst->edge[dst->n_edge].validity = edge->validity;
1889                 dst->edge[dst->n_edge].proximity = edge->proximity;
1890                 dst->n_edge++;
1891
1892                 for (t = 0; t <= isl_edge_last; ++t) {
1893                         if (edge !=
1894                             graph_find_edge(src, t, edge->src, edge->dst))
1895                                 continue;
1896                         if (graph_edge_table_add(ctx, dst, t,
1897                                             &dst->edge[dst->n_edge - 1]) < 0)
1898                                 return -1;
1899                 }
1900         }
1901
1902         return 0;
1903 }
1904
1905 /* Given a "src" dependence graph that contains the nodes from "dst"
1906  * that satisfy node_pred, copy the schedule computed in "src"
1907  * for those nodes back to "dst".
1908  */
1909 static int copy_schedule(struct isl_sched_graph *dst,
1910         struct isl_sched_graph *src,
1911         int (*node_pred)(struct isl_sched_node *node, int data), int data)
1912 {
1913         int i;
1914
1915         src->n = 0;
1916         for (i = 0; i < dst->n; ++i) {
1917                 if (!node_pred(&dst->node[i], data))
1918                         continue;
1919                 isl_mat_free(dst->node[i].sched);
1920                 isl_map_free(dst->node[i].sched_map);
1921                 dst->node[i].sched = isl_mat_copy(src->node[src->n].sched);
1922                 dst->node[i].sched_map =
1923                         isl_map_copy(src->node[src->n].sched_map);
1924                 src->n++;
1925         }
1926
1927         dst->n_total_row = src->n_total_row;
1928         dst->n_band = src->n_band;
1929
1930         return 0;
1931 }
1932
1933 /* Compute the maximal number of variables over all nodes.
1934  * This is the maximal number of linearly independent schedule
1935  * rows that we need to compute.
1936  * Just in case we end up in a part of the dependence graph
1937  * with only lower-dimensional domains, we make sure we will
1938  * compute the required amount of extra linearly independent rows.
1939  */
1940 static int compute_maxvar(struct isl_sched_graph *graph)
1941 {
1942         int i;
1943
1944         graph->maxvar = 0;
1945         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
1946                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
1947                 int nvar;
1948
1949                 if (node_update_cmap(node) < 0)
1950                         return -1;
1951                 nvar = node->nvar + graph->n_row - node->rank;
1952                 if (nvar > graph->maxvar)
1953                         graph->maxvar = nvar;
1954         }
1955
1956         return 0;
1957 }
1958
1959 static int compute_schedule(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph);
1960 static int compute_schedule_wcc(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph);
1961
1962 /* Compute a schedule for a subgraph of "graph".  In particular, for
1963  * the graph composed of nodes that satisfy node_pred and edges that
1964  * that satisfy edge_pred.  The caller should precompute the number
1965  * of nodes and edges that satisfy these predicates and pass them along
1966  * as "n" and "n_edge".
1967  * If the subgraph is known to consist of a single component, then wcc should
1968  * be set and then we call compute_schedule_wcc on the constructed subgraph.
1969  * Otherwise, we call compute_schedule, which will check whether the subgraph
1970  * is connected.
1971  */
1972 static int compute_sub_schedule(isl_ctx *ctx,
1973         struct isl_sched_graph *graph, int n, int n_edge,
1974         int (*node_pred)(struct isl_sched_node *node, int data),
1975         int (*edge_pred)(struct isl_sched_edge *edge, int data),
1976         int data, int wcc)
1977 {
1978         struct isl_sched_graph split = { 0 };
1979         int t;
1980
1981         if (graph_alloc(ctx, &split, n, n_edge) < 0)
1982                 goto error;
1983         if (copy_nodes(&split, graph, node_pred, data) < 0)
1984                 goto error;
1985         if (graph_init_table(ctx, &split) < 0)
1986                 goto error;
1987         for (t = 0; t <= isl_edge_last; ++t)
1988                 split.max_edge[t] = graph->max_edge[t];
1989         if (graph_init_edge_tables(ctx, &split) < 0)
1990                 goto error;
1991         if (copy_edges(ctx, &split, graph, edge_pred, data) < 0)
1992                 goto error;
1993         split.n_row = graph->n_row;
1994         split.n_total_row = graph->n_total_row;
1995         split.n_band = graph->n_band;
1996         split.band_start = graph->band_start;
1997
1998         if (wcc && compute_schedule_wcc(ctx, &split) < 0)
1999                 goto error;
2000         if (!wcc && compute_schedule(ctx, &split) < 0)
2001                 goto error;
2002
2003         copy_schedule(graph, &split, node_pred, data);
2004
2005         graph_free(ctx, &split);
2006         return 0;
2007 error:
2008         graph_free(ctx, &split);
2009         return -1;
2010 }
2011
2012 static int node_scc_exactly(struct isl_sched_node *node, int scc)
2013 {
2014         return node->scc == scc;
2015 }
2016
2017 static int node_scc_at_most(struct isl_sched_node *node, int scc)
2018 {
2019         return node->scc <= scc;
2020 }
2021
2022 static int node_scc_at_least(struct isl_sched_node *node, int scc)
2023 {
2024         return node->scc >= scc;
2025 }
2026
2027 static int edge_scc_exactly(struct isl_sched_edge *edge, int scc)
2028 {
2029         return edge->src->scc == scc && edge->dst->scc == scc;
2030 }
2031
2032 static int edge_dst_scc_at_most(struct isl_sched_edge *edge, int scc)
2033 {
2034         return edge->dst->scc <= scc;
2035 }
2036
2037 static int edge_src_scc_at_least(struct isl_sched_edge *edge, int scc)
2038 {
2039         return edge->src->scc >= scc;
2040 }
2041
2042 /* Pad the schedules of all nodes with zero rows such that in the end
2043  * they all have graph->n_total_row rows.
2044  * The extra rows don't belong to any band, so they get assigned band number -1.
2045  */
2046 static int pad_schedule(struct isl_sched_graph *graph)
2047 {
2048         int i, j;
2049
2050         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2051                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
2052                 int row = isl_mat_rows(node->sched);
2053                 if (graph->n_total_row > row) {
2054                         isl_map_free(node->sched_map);
2055                         node->sched_map = NULL;
2056                 }
2057                 node->sched = isl_mat_add_zero_rows(node->sched,
2058                                                     graph->n_total_row - row);
2059                 if (!node->sched)
2060                         return -1;
2061                 for (j = row; j < graph->n_total_row; ++j)
2062                         node->band[j] = -1;
2063         }
2064
2065         return 0;
2066 }
2067
2068 /* Split the current graph into two parts and compute a schedule for each
2069  * part individually.  In particular, one part consists of all SCCs up
2070  * to and including graph->src_scc, while the other part contains the other
2071  * SCCS.
2072  *
2073  * The split is enforced in the schedule by constant rows with two different
2074  * values (0 and 1).  These constant rows replace the previously computed rows
2075  * in the current band.
2076  * It would be possible to reuse them as the first rows in the next
2077  * band, but recomputing them may result in better rows as we are looking
2078  * at a smaller part of the dependence graph.
2079  * compute_split_schedule is only called when no zero-distance schedule row
2080  * could be found on the entire graph, so we wark the splitting row as
2081  * non zero-distance.
2082  *
2083  * The band_id of the second group is set to n, where n is the number
2084  * of nodes in the first group.  This ensures that the band_ids over
2085  * the two groups remain disjoint, even if either or both of the two
2086  * groups contain independent components.
2087  */
2088 static int compute_split_schedule(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2089 {
2090         int i, j, n, e1, e2;
2091         int n_total_row, orig_total_row;
2092         int n_band, orig_band;
2093         int drop;
2094
2095         drop = graph->n_total_row - graph->band_start;
2096         graph->n_total_row -= drop;
2097         graph->n_row -= drop;
2098
2099         n = 0;
2100         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2101                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
2102                 int row = isl_mat_rows(node->sched) - drop;
2103                 int cols = isl_mat_cols(node->sched);
2104                 int before = node->scc <= graph->src_scc;
2105
2106                 if (before)
2107                         n++;
2108
2109                 isl_map_free(node->sched_map);
2110                 node->sched_map = NULL;
2111                 node->sched = isl_mat_drop_rows(node->sched,
2112                                                 graph->band_start, drop);
2113                 node->sched = isl_mat_add_rows(node->sched, 1);
2114                 if (!node->sched)
2115                         return -1;
2116                 node->sched = isl_mat_set_element_si(node->sched, row, 0,
2117                                                      !before);
2118                 for (j = 1; j < cols; ++j)
2119                         node->sched = isl_mat_set_element_si(node->sched,
2120                                                              row, j, 0);
2121                 node->band[graph->n_total_row] = graph->n_band;
2122                 node->zero[graph->n_total_row] = 0;
2123         }
2124
2125         e1 = e2 = 0;
2126         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
2127                 if (graph->edge[i].dst->scc <= graph->src_scc)
2128                         e1++;
2129                 if (graph->edge[i].src->scc > graph->src_scc)
2130                         e2++;
2131         }
2132
2133         graph->n_total_row++;
2134         next_band(graph);
2135
2136         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2137                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
2138                 if (node->scc > graph->src_scc)
2139                         node->band_id[graph->n_band] = n;
2140         }
2141
2142         orig_total_row = graph->n_total_row;
2143         orig_band = graph->n_band;
2144         if (compute_sub_schedule(ctx, graph, n, e1,
2145                                 &node_scc_at_most, &edge_dst_scc_at_most,
2146                                 graph->src_scc, 0) < 0)
2147                 return -1;
2148         n_total_row = graph->n_total_row;
2149         graph->n_total_row = orig_total_row;
2150         n_band = graph->n_band;
2151         graph->n_band = orig_band;
2152         if (compute_sub_schedule(ctx, graph, graph->n - n, e2,
2153                                 &node_scc_at_least, &edge_src_scc_at_least,
2154                                 graph->src_scc + 1, 0) < 0)
2155                 return -1;
2156         if (n_total_row > graph->n_total_row)
2157                 graph->n_total_row = n_total_row;
2158         if (n_band > graph->n_band)
2159                 graph->n_band = n_band;
2160
2161         return pad_schedule(graph);
2162 }
2163
2164 /* Compute the next band of the schedule after updating the dependence
2165  * relations based on the the current schedule.
2166  */
2167 static int compute_next_band(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2168 {
2169         if (update_edges(ctx, graph) < 0)
2170                 return -1;
2171         next_band(graph);
2172                 
2173         return compute_schedule(ctx, graph);
2174 }
2175
2176 /* Add constraints to graph->lp that force the dependence "map" (which
2177  * is part of the dependence relation of "edge")
2178  * to be respected and attempt to carry it, where the edge is one from
2179  * a node j to itself.  "pos" is the sequence number of the given map.
2180  * That is, add constraints that enforce
2181  *
2182  *      (c_j_0 + c_j_n n + c_j_x y) - (c_j_0 + c_j_n n + c_j_x x)
2183  *      = c_j_x (y - x) >= e_i
2184  *
2185  * for each (x,y) in R.
2186  * We obtain general constraints on coefficients (c_0, c_n, c_x)
2187  * of valid constraints for (y - x) and then plug in (-e_i, 0, c_j_x),
2188  * with each coefficient in c_j_x represented as a pair of non-negative
2189  * coefficients.
2190  */
2191 static int add_intra_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
2192         struct isl_sched_edge *edge, __isl_take isl_map *map, int pos)
2193 {
2194         unsigned total;
2195         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
2196         isl_space *dim;
2197         isl_dim_map *dim_map;
2198         isl_basic_set *coef;
2199         struct isl_sched_node *node = edge->src;
2200
2201         coef = intra_coefficients(graph, map);
2202
2203         dim = isl_space_domain(isl_space_unwrap(isl_basic_set_get_space(coef)));
2204
2205         total = isl_basic_set_total_dim(graph->lp);
2206         dim_map = isl_dim_map_alloc(ctx, total);
2207         isl_dim_map_range(dim_map, 3 + pos, 0, 0, 0, 1, -1);
2208         isl_dim_map_range(dim_map, node->start + 2 * node->nparam + 1, 2,
2209                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
2210                           node->nvar, -1);
2211         isl_dim_map_range(dim_map, node->start + 2 * node->nparam + 2, 2,
2212                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
2213                           node->nvar, 1);
2214         graph->lp = isl_basic_set_extend_constraints(graph->lp,
2215                         coef->n_eq, coef->n_ineq);
2216         graph->lp = isl_basic_set_add_constraints_dim_map(graph->lp,
2217                                                            coef, dim_map);
2218         isl_space_free(dim);
2219
2220         return 0;
2221 }
2222
2223 /* Add constraints to graph->lp that force the dependence "map" (which
2224  * is part of the dependence relation of "edge")
2225  * to be respected and attempt to carry it, where the edge is one from
2226  * node j to node k.  "pos" is the sequence number of the given map.
2227  * That is, add constraints that enforce
2228  *
2229  *      (c_k_0 + c_k_n n + c_k_x y) - (c_j_0 + c_j_n n + c_j_x x) >= e_i
2230  *
2231  * for each (x,y) in R.
2232  * We obtain general constraints on coefficients (c_0, c_n, c_x)
2233  * of valid constraints for R and then plug in
2234  * (-e_i + c_k_0 - c_j_0, c_k_n - c_j_n, c_k_x - c_j_x)
2235  * with each coefficient (except e_i, c_k_0 and c_j_0)
2236  * represented as a pair of non-negative coefficients.
2237  */
2238 static int add_inter_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
2239         struct isl_sched_edge *edge, __isl_take isl_map *map, int pos)
2240 {
2241         unsigned total;
2242         isl_ctx *ctx = isl_map_get_ctx(map);
2243         isl_space *dim;
2244         isl_dim_map *dim_map;
2245         isl_basic_set *coef;
2246         struct isl_sched_node *src = edge->src;
2247         struct isl_sched_node *dst = edge->dst;
2248
2249         coef = inter_coefficients(graph, map);
2250
2251         dim = isl_space_domain(isl_space_unwrap(isl_basic_set_get_space(coef)));
2252
2253         total = isl_basic_set_total_dim(graph->lp);
2254         dim_map = isl_dim_map_alloc(ctx, total);
2255
2256         isl_dim_map_range(dim_map, 3 + pos, 0, 0, 0, 1, -1);
2257
2258         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start, 0, 0, 0, 1, 1);
2259         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 1, 2, 1, 1, dst->nparam, -1);
2260         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2, 2, 1, 1, dst->nparam, 1);
2261         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2 * dst->nparam + 1, 2,
2262                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar, 1,
2263                           dst->nvar, -1);
2264         isl_dim_map_range(dim_map, dst->start + 2 * dst->nparam + 2, 2,
2265                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set) + src->nvar, 1,
2266                           dst->nvar, 1);
2267
2268         isl_dim_map_range(dim_map, src->start, 0, 0, 0, 1, -1);
2269         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 1, 2, 1, 1, src->nparam, 1);
2270         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2, 2, 1, 1, src->nparam, -1);
2271         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2 * src->nparam + 1, 2,
2272                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
2273                           src->nvar, 1);
2274         isl_dim_map_range(dim_map, src->start + 2 * src->nparam + 2, 2,
2275                           isl_space_dim(dim, isl_dim_set), 1,
2276                           src->nvar, -1);
2277
2278         graph->lp = isl_basic_set_extend_constraints(graph->lp,
2279                         coef->n_eq, coef->n_ineq);
2280         graph->lp = isl_basic_set_add_constraints_dim_map(graph->lp,
2281                                                            coef, dim_map);
2282         isl_space_free(dim);
2283
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 /* Add constraints to graph->lp that force all validity dependences
2288  * to be respected and attempt to carry them.
2289  */
2290 static int add_all_constraints(struct isl_sched_graph *graph)
2291 {
2292         int i, j;
2293         int pos;
2294
2295         pos = 0;
2296         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
2297                 struct isl_sched_edge *edge= &graph->edge[i];
2298
2299                 if (!edge->validity)
2300                         continue;
2301
2302                 for (j = 0; j < edge->map->n; ++j) {
2303                         isl_basic_map *bmap;
2304                         isl_map *map;
2305
2306                         bmap = isl_basic_map_copy(edge->map->p[j]);
2307                         map = isl_map_from_basic_map(bmap);
2308
2309                         if (edge->src == edge->dst &&
2310                             add_intra_constraints(graph, edge, map, pos) < 0)
2311                                 return -1;
2312                         if (edge->src != edge->dst &&
2313                             add_inter_constraints(graph, edge, map, pos) < 0)
2314                                 return -1;
2315                         ++pos;
2316                 }
2317         }
2318
2319         return 0;
2320 }
2321
2322 /* Count the number of equality and inequality constraints
2323  * that will be added to the carry_lp problem.
2324  * We count each edge exactly once.
2325  */
2326 static int count_all_constraints(struct isl_sched_graph *graph,
2327         int *n_eq, int *n_ineq)
2328 {
2329         int i, j;
2330
2331         *n_eq = *n_ineq = 0;
2332         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
2333                 struct isl_sched_edge *edge= &graph->edge[i];
2334                 for (j = 0; j < edge->map->n; ++j) {
2335                         isl_basic_map *bmap;
2336                         isl_map *map;
2337
2338                         bmap = isl_basic_map_copy(edge->map->p[j]);
2339                         map = isl_map_from_basic_map(bmap);
2340
2341                         if (count_map_constraints(graph, edge, map,
2342                                                   n_eq, n_ineq, 1) < 0)
2343                                     return -1;
2344                 }
2345         }
2346
2347         return 0;
2348 }
2349
2350 /* Construct an LP problem for finding schedule coefficients
2351  * such that the schedule carries as many dependences as possible.
2352  * In particular, for each dependence i, we bound the dependence distance
2353  * from below by e_i, with 0 <= e_i <= 1 and then maximize the sum
2354  * of all e_i's.  Dependence with e_i = 0 in the solution are simply
2355  * respected, while those with e_i > 0 (in practice e_i = 1) are carried.
2356  * Note that if the dependence relation is a union of basic maps,
2357  * then we have to consider each basic map individually as it may only
2358  * be possible to carry the dependences expressed by some of those
2359  * basic maps and not all off them.
2360  * Below, we consider each of those basic maps as a separate "edge".
2361  *
2362  * All variables of the LP are non-negative.  The actual coefficients
2363  * may be negative, so each coefficient is represented as the difference
2364  * of two non-negative variables.  The negative part always appears
2365  * immediately before the positive part.
2366  * Other than that, the variables have the following order
2367  *
2368  *      - sum of (1 - e_i) over all edges
2369  *      - sum of positive and negative parts of all c_n coefficients
2370  *              (unconstrained when computing non-parametric schedules)
2371  *      - sum of positive and negative parts of all c_x coefficients
2372  *      - for each edge
2373  *              - e_i
2374  *      - for each node
2375  *              - c_i_0
2376  *              - positive and negative parts of c_i_n (if parametric)
2377  *              - positive and negative parts of c_i_x
2378  *
2379  * The constraints are those from the (validity) edges plus three equalities
2380  * to express the sums and n_edge inequalities to express e_i <= 1.
2381  */
2382 static int setup_carry_lp(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2383 {
2384         int i, j;
2385         int k;
2386         isl_space *dim;
2387         unsigned total;
2388         int n_eq, n_ineq;
2389         int n_edge;
2390
2391         n_edge = 0;
2392         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i)
2393                 n_edge += graph->edge[i].map->n;
2394
2395         total = 3 + n_edge;
2396         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2397                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[graph->sorted[i]];
2398                 node->start = total;
2399                 total += 1 + 2 * (node->nparam + node->nvar);
2400         }
2401
2402         if (count_all_constraints(graph, &n_eq, &n_ineq) < 0)
2403                 return -1;
2404
2405         dim = isl_space_set_alloc(ctx, 0, total);
2406         isl_basic_set_free(graph->lp);
2407         n_eq += 3;
2408         n_ineq += n_edge;
2409         graph->lp = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, n_eq, n_ineq);
2410         graph->lp = isl_basic_set_set_rational(graph->lp);
2411
2412         k = isl_basic_set_alloc_equality(graph->lp);
2413         if (k < 0)
2414                 return -1;
2415         isl_seq_clr(graph->lp->eq[k], 1 +  total);
2416         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][0], -n_edge);
2417         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][1], 1);
2418         for (i = 0; i < n_edge; ++i)
2419                 isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][4 + i], 1);
2420
2421         k = isl_basic_set_alloc_equality(graph->lp);
2422         if (k < 0)
2423                 return -1;
2424         isl_seq_clr(graph->lp->eq[k], 1 +  total);
2425         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][2], -1);
2426         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2427                 int pos = 1 + graph->node[i].start + 1;
2428
2429                 for (j = 0; j < 2 * graph->node[i].nparam; ++j)
2430                         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][pos + j], 1);
2431         }
2432
2433         k = isl_basic_set_alloc_equality(graph->lp);
2434         if (k < 0)
2435                 return -1;
2436         isl_seq_clr(graph->lp->eq[k], 1 +  total);
2437         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][3], -1);
2438         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2439                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
2440                 int pos = 1 + node->start + 1 + 2 * node->nparam;
2441
2442                 for (j = 0; j < 2 * node->nvar; ++j)
2443                         isl_int_set_si(graph->lp->eq[k][pos + j], 1);
2444         }
2445
2446         for (i = 0; i < n_edge; ++i) {
2447                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(graph->lp);
2448                 if (k < 0)
2449                         return -1;
2450                 isl_seq_clr(graph->lp->ineq[k], 1 +  total);
2451                 isl_int_set_si(graph->lp->ineq[k][4 + i], -1);
2452                 isl_int_set_si(graph->lp->ineq[k][0], 1);
2453         }
2454
2455         if (add_all_constraints(graph) < 0)
2456                 return -1;
2457
2458         return 0;
2459 }
2460
2461 /* If the schedule_split_scaled option is set and if the linear
2462  * parts of the scheduling rows for all nodes in the graphs have
2463  * non-trivial common divisor, then split off the constant term
2464  * from the linear part.
2465  * The constant term is then placed in a separate band and
2466  * the linear part is reduced.
2467  */
2468 static int split_scaled(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2469 {
2470         int i;
2471         int row;
2472         isl_int gcd, gcd_i;
2473
2474         if (!ctx->opt->schedule_split_scaled)
2475                 return 0;
2476         if (graph->n <= 1)
2477                 return 0;
2478
2479         isl_int_init(gcd);
2480         isl_int_init(gcd_i);
2481
2482         isl_int_set_si(gcd, 0);
2483
2484         row = isl_mat_rows(graph->node[0].sched) - 1;
2485
2486         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2487                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
2488                 int cols = isl_mat_cols(node->sched);
2489
2490                 isl_seq_gcd(node->sched->row[row] + 1, cols - 1, &gcd_i);
2491                 isl_int_gcd(gcd, gcd, gcd_i);
2492         }
2493
2494         isl_int_clear(gcd_i);
2495
2496         if (isl_int_cmp_si(gcd, 1) <= 0) {
2497                 isl_int_clear(gcd);
2498                 return 0;
2499         }
2500
2501         next_band(graph);
2502
2503         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2504                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
2505
2506                 isl_map_free(node->sched_map);
2507                 node->sched_map = NULL;
2508                 node->sched = isl_mat_add_zero_rows(node->sched, 1);
2509                 if (!node->sched)
2510                         goto error;
2511                 isl_int_fdiv_r(node->sched->row[row + 1][0],
2512                                node->sched->row[row][0], gcd);
2513                 isl_int_fdiv_q(node->sched->row[row][0],
2514                                node->sched->row[row][0], gcd);
2515                 isl_int_mul(node->sched->row[row][0],
2516                             node->sched->row[row][0], gcd);
2517                 node->sched = isl_mat_scale_down_row(node->sched, row, gcd);
2518                 if (!node->sched)
2519                         goto error;
2520                 node->band[graph->n_total_row] = graph->n_band;
2521         }
2522
2523         graph->n_total_row++;
2524
2525         isl_int_clear(gcd);
2526         return 0;
2527 error:
2528         isl_int_clear(gcd);
2529         return -1;
2530 }
2531
2532 /* Construct a schedule row for each node such that as many dependences
2533  * as possible are carried and then continue with the next band.
2534  */
2535 static int carry_dependences(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2536 {
2537         int i;
2538         int n_edge;
2539         isl_vec *sol;
2540         isl_basic_set *lp;
2541
2542         n_edge = 0;
2543         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i)
2544                 n_edge += graph->edge[i].map->n;
2545
2546         if (setup_carry_lp(ctx, graph) < 0)
2547                 return -1;
2548
2549         lp = isl_basic_set_copy(graph->lp);
2550         sol = isl_tab_basic_set_non_neg_lexmin(lp);
2551         if (!sol)
2552                 return -1;
2553
2554         if (sol->size == 0) {
2555                 isl_vec_free(sol);
2556                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
2557                         "error in schedule construction", return -1);
2558         }
2559
2560         if (isl_int_cmp_si(sol->el[1], n_edge) >= 0) {
2561                 isl_vec_free(sol);
2562                 isl_die(ctx, isl_error_unknown,
2563                         "unable to carry dependences", return -1);
2564         }
2565
2566         if (update_schedule(graph, sol, 0, 0) < 0)
2567                 return -1;
2568
2569         if (split_scaled(ctx, graph) < 0)
2570                 return -1;
2571
2572         return compute_next_band(ctx, graph);
2573 }
2574
2575 /* Are there any (non-empty) validity edges in the graph?
2576  */
2577 static int has_validity_edges(struct isl_sched_graph *graph)
2578 {
2579         int i;
2580
2581         for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i) {
2582                 int empty;
2583
2584                 empty = isl_map_plain_is_empty(graph->edge[i].map);
2585                 if (empty < 0)
2586                         return -1;
2587                 if (empty)
2588                         continue;
2589                 if (graph->edge[i].validity)
2590                         return 1;
2591         }
2592
2593         return 0;
2594 }
2595
2596 /* Should we apply a Feautrier step?
2597  * That is, did the user request the Feautrier algorithm and are
2598  * there any validity dependences (left)?
2599  */
2600 static int need_feautrier_step(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2601 {
2602         if (ctx->opt->schedule_algorithm != ISL_SCHEDULE_ALGORITHM_FEAUTRIER)
2603                 return 0;
2604
2605         return has_validity_edges(graph);
2606 }
2607
2608 /* Compute a schedule for a connected dependence graph using Feautrier's
2609  * multi-dimensional scheduling algorithm.
2610  * The original algorithm is described in [1].
2611  * The main idea is to minimize the number of scheduling dimensions, by
2612  * trying to satisfy as many dependences as possible per scheduling dimension.
2613  *
2614  * [1] P. Feautrier, Some Efficient Solutions to the Affine Scheduling
2615  *     Problem, Part II: Multi-Dimensional Time.
2616  *     In Intl. Journal of Parallel Programming, 1992.
2617  */
2618 static int compute_schedule_wcc_feautrier(isl_ctx *ctx,
2619         struct isl_sched_graph *graph)
2620 {
2621         return carry_dependences(ctx, graph);
2622 }
2623
2624 /* Compute a schedule for a connected dependence graph.
2625  * We try to find a sequence of as many schedule rows as possible that result
2626  * in non-negative dependence distances (independent of the previous rows
2627  * in the sequence, i.e., such that the sequence is tilable).
2628  * If we can't find any more rows we either
2629  * - split between SCCs and start over (assuming we found an interesting
2630  *      pair of SCCs between which to split)
2631  * - continue with the next band (assuming the current band has at least
2632  *      one row)
2633  * - try to carry as many dependences as possible and continue with the next
2634  *      band
2635  *
2636  * If Feautrier's algorithm is selected, we first recursively try to satisfy
2637  * as many validity dependences as possible. When all validity dependences
2638  * are satisfied we extend the schedule to a full-dimensional schedule.
2639  *
2640  * If we manage to complete the schedule, we finish off by topologically
2641  * sorting the statements based on the remaining dependences.
2642  *
2643  * If ctx->opt->schedule_outer_zero_distance is set, then we force the
2644  * outermost dimension in the current band to be zero distance.  If this
2645  * turns out to be impossible, we fall back on the general scheme above
2646  * and try to carry as many dependences as possible.
2647  */
2648 static int compute_schedule_wcc(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2649 {
2650         int force_zero = 0;
2651
2652         if (detect_sccs(graph) < 0)
2653                 return -1;
2654         sort_sccs(graph);
2655
2656         if (compute_maxvar(graph) < 0)
2657                 return -1;
2658
2659         if (need_feautrier_step(ctx, graph))
2660                 return compute_schedule_wcc_feautrier(ctx, graph);
2661
2662         if (ctx->opt->schedule_outer_zero_distance)
2663                 force_zero = 1;
2664
2665         while (graph->n_row < graph->maxvar) {
2666                 isl_vec *sol;
2667
2668                 graph->src_scc = -1;
2669                 graph->dst_scc = -1;
2670
2671                 if (setup_lp(ctx, graph, force_zero) < 0)
2672                         return -1;
2673                 sol = solve_lp(graph);
2674                 if (!sol)
2675                         return -1;
2676                 if (sol->size == 0) {
2677                         isl_vec_free(sol);
2678                         if (!ctx->opt->schedule_maximize_band_depth &&
2679                             graph->n_total_row > graph->band_start)
2680                                 return compute_next_band(ctx, graph);
2681                         if (graph->src_scc >= 0)
2682                                 return compute_split_schedule(ctx, graph);
2683                         if (graph->n_total_row > graph->band_start)
2684                                 return compute_next_band(ctx, graph);
2685                         return carry_dependences(ctx, graph);
2686                 }
2687                 if (update_schedule(graph, sol, 1, 1) < 0)
2688                         return -1;
2689                 force_zero = 0;
2690         }
2691
2692         if (graph->n_total_row > graph->band_start)
2693                 next_band(graph);
2694         return sort_statements(ctx, graph);
2695 }
2696
2697 /* Add a row to the schedules that separates the SCCs and move
2698  * to the next band.
2699  */
2700 static int split_on_scc(struct isl_sched_graph *graph)
2701 {
2702         int i;
2703
2704         for (i = 0; i < graph->n; ++i) {
2705                 struct isl_sched_node *node = &graph->node[i];
2706                 int row = isl_mat_rows(node->sched);
2707
2708                 isl_map_free(node->sched_map);
2709                 node->sched_map = NULL;
2710                 node->sched = isl_mat_add_zero_rows(node->sched, 1);
2711                 node->sched = isl_mat_set_element_si(node->sched, row, 0,
2712                                                      node->scc);
2713                 if (!node->sched)
2714                         return -1;
2715                 node->band[graph->n_total_row] = graph->n_band;
2716         }
2717
2718         graph->n_total_row++;
2719         next_band(graph);
2720
2721         return 0;
2722 }
2723
2724 /* Compute a schedule for each component (identified by node->scc)
2725  * of the dependence graph separately and then combine the results.
2726  * Depending on the setting of schedule_fuse, a component may be
2727  * either weakly or strongly connected.
2728  *
2729  * The band_id is adjusted such that each component has a separate id.
2730  * Note that the band_id may have already been set to a value different
2731  * from zero by compute_split_schedule.
2732  */
2733 static int compute_component_schedule(isl_ctx *ctx,
2734         struct isl_sched_graph *graph)
2735 {
2736         int wcc, i;
2737         int n, n_edge;
2738         int n_total_row, orig_total_row;
2739         int n_band, orig_band;
2740
2741         if (ctx->opt->schedule_fuse == ISL_SCHEDULE_FUSE_MIN ||
2742             ctx->opt->schedule_separate_components)
2743                 split_on_scc(graph);
2744
2745         n_total_row = 0;
2746         orig_total_row = graph->n_total_row;
2747         n_band = 0;
2748         orig_band = graph->n_band;
2749         for (i = 0; i < graph->n; ++i)
2750                 graph->node[i].band_id[graph->n_band] += graph->node[i].scc;
2751         for (wcc = 0; wcc < graph->scc; ++wcc) {
2752                 n = 0;
2753                 for (i = 0; i < graph->n; ++i)
2754                         if (graph->node[i].scc == wcc)
2755                                 n++;
2756                 n_edge = 0;
2757                 for (i = 0; i < graph->n_edge; ++i)
2758                         if (graph->edge[i].src->scc == wcc &&
2759                             graph->edge[i].dst->scc == wcc)
2760                                 n_edge++;
2761
2762                 if (compute_sub_schedule(ctx, graph, n, n_edge,
2763                                     &node_scc_exactly,
2764                                     &edge_scc_exactly, wcc, 1) < 0)
2765                         return -1;
2766                 if (graph->n_total_row > n_total_row)
2767                         n_total_row = graph->n_total_row;
2768                 graph->n_total_row = orig_total_row;
2769                 if (graph->n_band > n_band)
2770                         n_band = graph->n_band;
2771                 graph->n_band = orig_band;
2772         }
2773
2774         graph->n_total_row = n_total_row;
2775         graph->n_band = n_band;
2776
2777         return pad_schedule(graph);
2778 }
2779
2780 /* Compute a schedule for the given dependence graph.
2781  * We first check if the graph is connected (through validity dependences)
2782  * and, if not, compute a schedule for each component separately.
2783  * If schedule_fuse is set to minimal fusion, then we check for strongly
2784  * connected components instead and compute a separate schedule for
2785  * each such strongly connected component.
2786  */
2787 static int compute_schedule(isl_ctx *ctx, struct isl_sched_graph *graph)
2788 {
2789         if (ctx->opt->schedule_fuse == ISL_SCHEDULE_FUSE_MIN) {
2790                 if (detect_sccs(graph) < 0)
2791                         return -1;
2792         } else {
2793                 if (detect_wccs(graph) < 0)
2794                         return -1;
2795         }
2796
2797         if (graph->scc > 1)
2798                 return compute_component_schedule(ctx, graph);
2799
2800         return compute_schedule_wcc(ctx, graph);
2801 }
2802
2803 /* Compute a schedule for the given union of domains that respects
2804  * all the validity dependences.
2805  * If the default isl scheduling algorithm is used, it tries to minimize
2806  * the dependence distances over the proximity dependences.
2807  * If Feautrier's scheduling algorithm is used, the proximity dependence
2808  * distances are only minimized during the extension to a full-dimensional
2809  * schedule.
2810  */
2811 __isl_give isl_schedule *isl_union_set_compute_schedule(
2812         __isl_take isl_union_set *domain,
2813         __isl_take isl_union_map *validity,
2814         __isl_take isl_union_map *proximity)
2815 {
2816         isl_ctx *ctx = isl_union_set_get_ctx(domain);
2817         isl_space *dim;
2818         struct isl_sched_graph graph = { 0 };
2819         isl_schedule *sched;
2820         struct isl_extract_edge_data data;
2821
2822         domain = isl_union_set_align_params(domain,
2823                                             isl_union_map_get_space(validity));
2824         domain = isl_union_set_align_params(domain,
2825                                             isl_union_map_get_space(proximity));
2826         dim = isl_union_set_get_space(domain);
2827         validity = isl_union_map_align_params(validity, isl_space_copy(dim));
2828         proximity = isl_union_map_align_params(proximity, dim);
2829
2830         if (!domain)
2831                 goto error;
2832
2833         graph.n = isl_union_set_n_set(domain);
2834         if (graph.n == 0)
2835                 goto empty;
2836         if (graph_alloc(ctx, &graph, graph.n,
2837             isl_union_map_n_map(validity) + isl_union_map_n_map(proximity)) < 0)
2838                 goto error;
2839         if (compute_max_row(&graph, domain) < 0)
2840                 goto error;
2841         graph.root = 1;
2842         graph.n = 0;
2843         if (isl_union_set_foreach_set(domain, &extract_node, &graph) < 0)
2844                 goto error;
2845         if (graph_init_table(ctx, &graph) < 0)
2846                 goto error;
2847         graph.max_edge[isl_edge_validity] = isl_union_map_n_map(validity);
2848         graph.max_edge[isl_edge_proximity] = isl_union_map_n_map(proximity);
2849         if (graph_init_edge_tables(ctx, &graph) < 0)
2850                 goto error;
2851         graph.n_edge = 0;
2852         data.graph = &graph;
2853         data.type = isl_edge_validity;
2854         if (isl_union_map_foreach_map(validity, &extract_edge, &data) < 0)
2855                 goto error;
2856         data.type = isl_edge_proximity;
2857         if (isl_union_map_foreach_map(proximity, &extract_edge, &data) < 0)
2858                 goto error;
2859
2860         if (compute_schedule(ctx, &graph) < 0)
2861                 goto error;
2862
2863 empty:
2864         sched = extract_schedule(&graph, isl_union_set_get_space(domain));
2865
2866         graph_free(ctx, &graph);
2867         isl_union_set_free(domain);
2868         isl_union_map_free(validity);
2869         isl_union_map_free(proximity);
2870
2871         return sched;
2872 error:
2873         graph_free(ctx, &graph);
2874         isl_union_set_free(domain);
2875         isl_union_map_free(validity);
2876         isl_union_map_free(proximity);
2877         return NULL;
2878 }
2879
2880 void *isl_schedule_free(__isl_take isl_schedule *sched)
2881 {
2882         int i;
2883         if (!sched)
2884                 return NULL;
2885
2886         if (--sched->ref > 0)
2887                 return NULL;
2888
2889         for (i = 0; i < sched->n; ++i) {
2890                 isl_multi_aff_free(sched->node[i].sched);
2891                 free(sched->node[i].band_end);
2892                 free(sched->node[i].band_id);
2893                 free(sched->node[i].zero);
2894         }
2895         isl_space_free(sched->dim);
2896         isl_band_list_free(sched->band_forest);
2897         free(sched);
2898         return NULL;
2899 }
2900
2901 isl_ctx *isl_schedule_get_ctx(__isl_keep isl_schedule *schedule)
2902 {
2903         return schedule ? isl_space_get_ctx(schedule->dim) : NULL;
2904 }
2905
2906 /* Return an isl_union_map of the schedule.  If we have already constructed
2907  * a band forest, then this band forest may have been modified so we need
2908  * to extract the isl_union_map from the forest rather than from
2909  * the originally computed schedule.
2910  */
2911 __isl_give isl_union_map *isl_schedule_get_map(__isl_keep isl_schedule *sched)
2912 {
2913         int i;
2914         isl_union_map *umap;
2915
2916         if (!sched)
2917                 return NULL;
2918
2919         if (sched->band_forest)
2920                 return isl_band_list_get_suffix_schedule(sched->band_forest);
2921
2922         umap = isl_union_map_empty(isl_space_copy(sched->dim));
2923         for (i = 0; i < sched->n; ++i) {
2924                 isl_multi_aff *ma;
2925
2926                 ma = isl_multi_aff_copy(sched->node[i].sched);
2927                 umap = isl_union_map_add_map(umap, isl_map_from_multi_aff(ma));
2928         }
2929
2930         return umap;
2931 }
2932
2933 static __isl_give isl_band_list *construct_band_list(
2934         __isl_keep isl_schedule *schedule, __isl_keep isl_band *parent,
2935         int band_nr, int *parent_active, int n_active);
2936
2937 /* Construct an isl_band structure for the band in the given schedule
2938  * with sequence number band_nr for the n_active nodes marked by active.
2939  * If the nodes don't have a band with the given sequence number,
2940  * then a band without members is created.
2941  *
2942  * Because of the way the schedule is constructed, we know that
2943  * the position of the band inside the schedule of a node is the same
2944  * for all active nodes.
2945  */
2946 static __isl_give isl_band *construct_band(__isl_keep isl_schedule *schedule,
2947         __isl_keep isl_band *parent,
2948         int band_nr, int *active, int n_active)
2949 {
2950         int i, j;
2951         isl_ctx *ctx = isl_schedule_get_ctx(schedule);
2952         isl_band *band;
2953         unsigned start, end;
2954
2955         band = isl_band_alloc(ctx);
2956         if (!band)
2957                 return NULL;
2958
2959         band->schedule = schedule;
2960         band->parent = parent;
2961
2962         for (i = 0; i < schedule->n; ++i)
2963                 if (active[i] && schedule->node[i].n_band > band_nr + 1)
2964                         break;
2965
2966         if (i < schedule->n) {
2967                 band->children = construct_band_list(schedule, band,
2968                                                 band_nr + 1, active, n_active);
2969                 if (!band->children)
2970                         goto error;
2971         }
2972
2973         for (i = 0; i < schedule->n; ++i)
2974                 if (active[i])
2975                         break;
2976
2977         if (i >= schedule->n)
2978                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
2979                         "band without active statements", goto error);
2980
2981         start = band_nr ? schedule->node[i].band_end[band_nr - 1] : 0;
2982         end = band_nr < schedule->node[i].n_band ?
2983                 schedule->node[i].band_end[band_nr] : start;
2984         band->n = end - start;
2985
2986         band->zero = isl_alloc_array(ctx, int, band->n);
2987         if (!band->zero)
2988                 goto error;
2989
2990         for (j = 0; j < band->n; ++j)
2991                 band->zero[j] = schedule->node[i].zero[start + j];
2992
2993         band->pma = isl_union_pw_multi_aff_empty(isl_space_copy(schedule->dim));
2994         for (i = 0; i < schedule->n; ++i) {
2995                 isl_multi_aff *ma;
2996                 isl_pw_multi_aff *pma;
2997                 unsigned n_out;
2998
2999                 if (!active[i])
3000                         continue;
3001
3002                 ma = isl_multi_aff_copy(schedule->node[i].sched);
3003                 n_out = isl_multi_aff_dim(ma, isl_dim_out);
3004                 ma = isl_multi_aff_drop_dims(ma, isl_dim_out, end, n_out - end);
3005                 ma = isl_multi_aff_drop_dims(ma, isl_dim_out, 0, start);
3006                 pma = isl_pw_multi_aff_from_multi_aff(ma);
3007                 band->pma = isl_union_pw_multi_aff_add_pw_multi_aff(band->pma,
3008                                                                     pma);
3009         }
3010         if (!band->pma)
3011                 goto error;
3012
3013         return band;
3014 error:
3015         isl_band_free(band);
3016         return NULL;
3017 }
3018
3019 /* Construct a list of bands that start at the same position (with
3020  * sequence number band_nr) in the schedules of the nodes that
3021  * were active in the parent band.
3022  *
3023  * A separate isl_band structure is created for each band_id
3024  * and for each node that does not have a band with sequence
3025  * number band_nr.  In the latter case, a band without members
3026  * is created.
3027  * This ensures that if a band has any children, then each node
3028  * that was active in the band is active in exactly one of the children.
3029  */
3030 static __isl_give isl_band_list *construct_band_list(
3031         __isl_keep isl_schedule *schedule, __isl_keep isl_band *parent,
3032         int band_nr, int *parent_active, int n_active)
3033 {
3034         int i, j;
3035         isl_ctx *ctx = isl_schedule_get_ctx(schedule);
3036         int *active;
3037         int n_band;
3038         isl_band_list *list;
3039
3040         n_band = 0;
3041         for (i = 0; i < n_active; ++i) {
3042                 for (j = 0; j < schedule->n; ++j) {
3043                         if (!parent_active[j])
3044                                 continue;
3045                         if (schedule->node[j].n_band <= band_nr)
3046                                 continue;
3047                         if (schedule->node[j].band_id[band_nr] == i) {
3048                                 n_band++;
3049                                 break;
3050                         }
3051                 }
3052         }
3053         for (j = 0; j < schedule->n; ++j)
3054                 if (schedule->node[j].n_band <= band_nr)
3055                         n_band++;
3056
3057         if (n_band == 1) {
3058                 isl_band *band;
3059                 list = isl_band_list_alloc(ctx, n_band);
3060                 band = construct_band(schedule, parent, band_nr,
3061                                         parent_active, n_active);
3062                 return isl_band_list_add(list, band);
3063         }
3064
3065         active = isl_alloc_array(ctx, int, schedule->n);
3066         if (!active)
3067                 return NULL;
3068
3069         list = isl_band_list_alloc(ctx, n_band);
3070
3071         for (i = 0; i < n_active; ++i) {
3072                 int n = 0;
3073                 isl_band *band;
3074
3075                 for (j = 0; j < schedule->n; ++j) {
3076                         active[j] = parent_active[j] &&
3077                                         schedule->node[j].n_band > band_nr &&
3078                                         schedule->node[j].band_id[band_nr] == i;
3079                         if (active[j])
3080                                 n++;
3081                 }
3082                 if (n == 0)
3083                         continue;
3084
3085                 band = construct_band(schedule, parent, band_nr, active, n);
3086
3087                 list = isl_band_list_add(list, band);
3088         }
3089         for (i = 0; i < schedule->n; ++i) {
3090                 isl_band *band;
3091                 if (!parent_active[i])
3092                         continue;
3093                 if (schedule->node[i].n_band > band_nr)
3094                         continue;
3095                 for (j = 0; j < schedule->n; ++j)
3096                         active[j] = j == i;
3097                 band = construct_band(schedule, parent, band_nr, active, 1);
3098                 list = isl_band_list_add(list, band);
3099         }
3100
3101         free(active);
3102
3103         return list;
3104 }
3105
3106 /* Construct a band forest representation of the schedule and
3107  * return the list of roots.
3108  */
3109 static __isl_give isl_band_list *construct_forest(
3110         __isl_keep isl_schedule *schedule)
3111 {
3112         int i;
3113         isl_ctx *ctx = isl_schedule_get_ctx(schedule);
3114         isl_band_list *forest;
3115         int *active;
3116
3117         active = isl_alloc_array(ctx, int, schedule->n);
3118         if (!active)
3119                 return NULL;
3120
3121         for (i = 0; i < schedule->n; ++i)
3122                 active[i] = 1;
3123
3124         forest = construct_band_list(schedule, NULL, 0, active, schedule->n);
3125
3126         free(active);
3127
3128         return forest;
3129 }
3130
3131 /* Return the roots of a band forest representation of the schedule.
3132  */
3133 __isl_give isl_band_list *isl_schedule_get_band_forest(
3134         __isl_keep isl_schedule *schedule)
3135 {
3136         if (!schedule)
3137                 return NULL;
3138         if (!schedule->band_forest)
3139                 schedule->band_forest = construct_forest(schedule);
3140         return isl_band_list_dup(schedule->band_forest);
3141 }
3142
3143 /* Call "fn" on each band in the schedule in depth-first post-order.
3144  */
3145 int isl_schedule_foreach_band(__isl_keep isl_schedule *sched,
3146         int (*fn)(__isl_keep isl_band *band, void *user), void *user)
3147 {
3148         int r;
3149         isl_band_list *forest;
3150
3151         if (!sched)
3152                 return -1;
3153
3154         forest = isl_schedule_get_band_forest(sched);
3155         r = isl_band_list_foreach_band(forest, fn, user);
3156         isl_band_list_free(forest);
3157
3158         return r;
3159 }
3160
3161 static __isl_give isl_printer *print_band_list(__isl_take isl_printer *p,
3162         __isl_keep isl_band_list *list);
3163
3164 static __isl_give isl_printer *print_band(__isl_take isl_printer *p,
3165         __isl_keep isl_band *band)
3166 {
3167         isl_band_list *children;
3168
3169         p = isl_printer_start_line(p);
3170         p = isl_printer_print_union_pw_multi_aff(p, band->pma);
3171         p = isl_printer_end_line(p);
3172
3173         if (!isl_band_has_children(band))
3174                 return p;
3175
3176         children = isl_band_get_children(band);
3177
3178         p = isl_printer_indent(p, 4);
3179         p = print_band_list(p, children);
3180         p = isl_printer_indent(p, -4);
3181
3182         isl_band_list_free(children);
3183
3184         return p;
3185 }
3186
3187 static __isl_give isl_printer *print_band_list(__isl_take isl_printer *p,
3188         __isl_keep isl_band_list *list)
3189 {
3190         int i, n;
3191
3192         n = isl_band_list_n_band(list);
3193         for (i = 0; i < n; ++i) {
3194                 isl_band *band;
3195                 band = isl_band_list_get_band(list, i);
3196                 p = print_band(p, band);
3197                 isl_band_free(band);
3198         }
3199
3200         return p;
3201 }
3202
3203 __isl_give isl_printer *isl_printer_print_schedule(__isl_take isl_printer *p,
3204         __isl_keep isl_schedule *schedule)
3205 {
3206         isl_band_list *forest;
3207
3208         forest = isl_schedule_get_band_forest(schedule);
3209
3210         p = print_band_list(p, forest);
3211
3212         isl_band_list_free(forest);
3213
3214         return p;
3215 }
3216
3217 void isl_schedule_dump(__isl_keep isl_schedule *schedule)
3218 {
3219         isl_printer *printer;
3220
3221         if (!schedule)
3222                 return;
3223
3224         printer = isl_printer_to_file(isl_schedule_get_ctx(schedule), stderr);
3225         printer = isl_printer_print_schedule(printer, schedule);
3226
3227         isl_printer_free(printer);
3228 }