isl_transitive_closure.c: construct_component: always include identity
[platform/upstream/isl.git] / isl_test.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  *
4  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
5  *
6  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
7  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
8  */
9
10 #include <assert.h>
11 #include <stdio.h>
12 #include <limits.h>
13 #include <isl_ctx.h>
14 #include <isl_set.h>
15 #include <isl_constraint.h>
16
17 static char *srcdir;
18
19 void test_read(struct isl_ctx *ctx)
20 {
21         char filename[PATH_MAX];
22         FILE *input;
23         int n;
24         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
25         const char *str = "{[y]: Exists ( alpha : 2alpha = y)}";
26
27         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
28                         "%s/test_inputs/set.omega", srcdir);
29         assert(n < sizeof(filename));
30         input = fopen(filename, "r");
31         assert(input);
32
33         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
34         bset2 = isl_basic_set_read_from_str(ctx, str, 0);
35
36         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
37
38         isl_basic_set_free(bset1);
39         isl_basic_set_free(bset2);
40
41         fclose(input);
42 }
43
44 /* Construct the basic set { [i] : 5 <= i <= N } */
45 void test_construction(struct isl_ctx *ctx)
46 {
47         isl_int v;
48         struct isl_dim *dim;
49         struct isl_basic_set *bset;
50         struct isl_constraint *c;
51
52         isl_int_init(v);
53
54         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 1, 1);
55         bset = isl_basic_set_universe(dim);
56
57         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
58         isl_int_set_si(v, -1);
59         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
60         isl_int_set_si(v, 1);
61         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_param, 0, v);
62         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
63
64         c = isl_inequality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
65         isl_int_set_si(v, 1);
66         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
67         isl_int_set_si(v, -5);
68         isl_constraint_set_constant(c, v);
69         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
70
71         isl_basic_set_free(bset);
72
73         isl_int_clear(v);
74 }
75
76 void test_dim(struct isl_ctx *ctx)
77 {
78         isl_map *map1, *map2;
79
80         map1 = isl_map_read_from_str(ctx,
81             "[n] -> { [i] -> [j] : exists (a = [i/10] : i - 10a <= n ) }", -1);
82         map1 = isl_map_add(map1, isl_dim_in, 1);
83         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
84             "[n] -> { [i,k] -> [j] : exists (a = [i/10] : i - 10a <= n ) }", -1);
85         assert(isl_map_is_equal(map1, map2));
86         isl_map_free(map2);
87
88         map1 = isl_map_project_out(map1, isl_dim_in, 0, 1);
89         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, "[n] -> { [i] -> [j] : n >= 0 }", -1);
90         assert(isl_map_is_equal(map1, map2));
91
92         isl_map_free(map1);
93         isl_map_free(map2);
94 }
95
96 void test_div(struct isl_ctx *ctx)
97 {
98         isl_int v;
99         int pos;
100         struct isl_dim *dim;
101         struct isl_div *div;
102         struct isl_basic_set *bset;
103         struct isl_constraint *c;
104
105         isl_int_init(v);
106
107         /* test 1 */
108         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
109         bset = isl_basic_set_universe(dim);
110
111         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
112         isl_int_set_si(v, -1);
113         isl_constraint_set_constant(c, v);
114         isl_int_set_si(v, 1);
115         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
116         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
117         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
118         isl_int_set_si(v, 3);
119         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
120         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
121
122         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
123         isl_int_set_si(v, 1);
124         isl_constraint_set_constant(c, v);
125         isl_int_set_si(v, -1);
126         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
127         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
128         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
129         isl_int_set_si(v, 3);
130         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
131         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
132
133         assert(bset->n_div == 1);
134         isl_basic_set_free(bset);
135
136         /* test 2 */
137         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
138         bset = isl_basic_set_universe(dim);
139
140         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
141         isl_int_set_si(v, 1);
142         isl_constraint_set_constant(c, v);
143         isl_int_set_si(v, -1);
144         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
145         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
146         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
147         isl_int_set_si(v, 3);
148         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
149         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
150
151         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
152         isl_int_set_si(v, -1);
153         isl_constraint_set_constant(c, v);
154         isl_int_set_si(v, 1);
155         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
156         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
157         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
158         isl_int_set_si(v, 3);
159         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
160         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
161
162         assert(bset->n_div == 1);
163         isl_basic_set_free(bset);
164
165         /* test 3 */
166         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
167         bset = isl_basic_set_universe(dim);
168
169         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
170         isl_int_set_si(v, 1);
171         isl_constraint_set_constant(c, v);
172         isl_int_set_si(v, -1);
173         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
174         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
175         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
176         isl_int_set_si(v, 3);
177         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
178         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
179
180         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
181         isl_int_set_si(v, -3);
182         isl_constraint_set_constant(c, v);
183         isl_int_set_si(v, 1);
184         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
185         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
186         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
187         isl_int_set_si(v, 4);
188         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
189         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
190
191         assert(bset->n_div == 1);
192         isl_basic_set_free(bset);
193
194         /* test 4 */
195         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 1);
196         bset = isl_basic_set_universe(dim);
197
198         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
199         isl_int_set_si(v, 2);
200         isl_constraint_set_constant(c, v);
201         isl_int_set_si(v, -1);
202         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
203         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
204         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
205         isl_int_set_si(v, 3);
206         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
207         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
208
209         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
210         isl_int_set_si(v, -1);
211         isl_constraint_set_constant(c, v);
212         isl_int_set_si(v, 1);
213         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
214         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
215         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
216         isl_int_set_si(v, 6);
217         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
218         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
219
220         assert(isl_basic_set_is_empty(bset));
221         isl_basic_set_free(bset);
222
223         /* test 5 */
224         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
225         bset = isl_basic_set_universe(dim);
226
227         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
228         isl_int_set_si(v, -1);
229         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
230         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
231         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
232         isl_int_set_si(v, 3);
233         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
234         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
235
236         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
237         isl_int_set_si(v, 1);
238         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
239         isl_int_set_si(v, -3);
240         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
241         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
242
243         assert(bset->n_div == 0);
244         isl_basic_set_free(bset);
245
246         /* test 6 */
247         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
248         bset = isl_basic_set_universe(dim);
249
250         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
251         isl_int_set_si(v, -1);
252         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
253         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
254         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
255         isl_int_set_si(v, 6);
256         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
257         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
258
259         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
260         isl_int_set_si(v, 1);
261         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
262         isl_int_set_si(v, -3);
263         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
264         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
265
266         assert(bset->n_div == 1);
267         isl_basic_set_free(bset);
268
269         /* test 7 */
270         /* This test is a bit tricky.  We set up an equality
271          *              a + 3b + 3c = 6 e0
272          * Normalization of divs creates _two_ divs
273          *              a = 3 e0
274          *              c - b - e0 = 2 e1
275          * Afterwards e0 is removed again because it has coefficient -1
276          * and we end up with the original equality and div again.
277          * Perhaps we can avoid the introduction of this temporary div.
278          */
279         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 3);
280         bset = isl_basic_set_universe(dim);
281
282         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
283         isl_int_set_si(v, -1);
284         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
285         isl_int_set_si(v, -3);
286         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
287         isl_int_set_si(v, -3);
288         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 2, v);
289         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
290         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
291         isl_int_set_si(v, 6);
292         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
293         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
294
295         /* Test disabled for now */
296         /*
297         assert(bset->n_div == 1);
298         */
299         isl_basic_set_free(bset);
300
301         /* test 8 */
302         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 4);
303         bset = isl_basic_set_universe(dim);
304
305         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
306         isl_int_set_si(v, -1);
307         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
308         isl_int_set_si(v, -3);
309         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
310         isl_int_set_si(v, -3);
311         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 3, v);
312         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
313         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
314         isl_int_set_si(v, 6);
315         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
316         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
317
318         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
319         isl_int_set_si(v, -1);
320         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
321         isl_int_set_si(v, 1);
322         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 2, v);
323         isl_int_set_si(v, 1);
324         isl_constraint_set_constant(c, v);
325         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
326
327         /* Test disabled for now */
328         /*
329         assert(bset->n_div == 1);
330         */
331         isl_basic_set_free(bset);
332
333         /* test 9 */
334         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
335         bset = isl_basic_set_universe(dim);
336
337         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
338         isl_int_set_si(v, 1);
339         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
340         isl_int_set_si(v, -1);
341         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 1, v);
342         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
343         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
344         isl_int_set_si(v, -2);
345         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
346         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
347
348         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
349         isl_int_set_si(v, -1);
350         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
351         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
352         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
353         isl_int_set_si(v, 3);
354         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
355         isl_int_set_si(v, 2);
356         isl_constraint_set_constant(c, v);
357         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
358
359         bset = isl_basic_set_fix_si(bset, isl_dim_set, 0, 2);
360
361         assert(!isl_basic_set_is_empty(bset));
362
363         isl_basic_set_free(bset);
364
365         /* test 10 */
366         dim = isl_dim_set_alloc(ctx, 0, 2);
367         bset = isl_basic_set_universe(dim);
368
369         c = isl_equality_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
370         isl_int_set_si(v, 1);
371         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_set, 0, v);
372         div = isl_div_alloc(isl_dim_copy(bset->dim));
373         c = isl_constraint_add_div(c, div, &pos);
374         isl_int_set_si(v, -2);
375         isl_constraint_set_coefficient(c, isl_dim_div, pos, v);
376         bset = isl_basic_set_add_constraint(bset, c);
377
378         bset = isl_basic_set_fix_si(bset, isl_dim_set, 0, 2);
379
380         isl_basic_set_free(bset);
381
382         isl_int_clear(v);
383 }
384
385 void test_application_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
386 {
387         char filename[PATH_MAX];
388         FILE *input;
389         int n;
390         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
391         struct isl_basic_map *bmap;
392
393         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
394                         "%s/test_inputs/%s.omega", srcdir, name);
395         assert(n < sizeof(filename));
396         input = fopen(filename, "r");
397         assert(input);
398
399         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
400         bmap = isl_basic_map_read_from_file(ctx, input, 0);
401
402         bset1 = isl_basic_set_apply(bset1, bmap);
403
404         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
405
406         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
407
408         isl_basic_set_free(bset1);
409         isl_basic_set_free(bset2);
410
411         fclose(input);
412 }
413
414 void test_application(struct isl_ctx *ctx)
415 {
416         test_application_case(ctx, "application");
417         test_application_case(ctx, "application2");
418 }
419
420 void test_affine_hull_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
421 {
422         char filename[PATH_MAX];
423         FILE *input;
424         int n;
425         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
426
427         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
428                         "%s/test_inputs/%s.polylib", srcdir, name);
429         assert(n < sizeof(filename));
430         input = fopen(filename, "r");
431         assert(input);
432
433         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
434         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
435
436         bset1 = isl_basic_set_affine_hull(bset1);
437
438         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
439
440         isl_basic_set_free(bset1);
441         isl_basic_set_free(bset2);
442
443         fclose(input);
444 }
445
446 void test_affine_hull(struct isl_ctx *ctx)
447 {
448         test_affine_hull_case(ctx, "affine2");
449         test_affine_hull_case(ctx, "affine");
450         test_affine_hull_case(ctx, "affine3");
451 }
452
453 void test_convex_hull_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
454 {
455         char filename[PATH_MAX];
456         FILE *input;
457         int n;
458         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
459         struct isl_set *set;
460
461         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
462                         "%s/test_inputs/%s.polylib", srcdir, name);
463         assert(n < sizeof(filename));
464         input = fopen(filename, "r");
465         assert(input);
466
467         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
468         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
469
470         set = isl_basic_set_union(bset1, bset2);
471         bset1 = isl_set_convex_hull(set);
472
473         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
474
475         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
476
477         isl_basic_set_free(bset1);
478         isl_basic_set_free(bset2);
479
480         fclose(input);
481 }
482
483 void test_convex_hull(struct isl_ctx *ctx)
484 {
485         test_convex_hull_case(ctx, "convex0");
486         test_convex_hull_case(ctx, "convex1");
487         test_convex_hull_case(ctx, "convex2");
488         test_convex_hull_case(ctx, "convex3");
489         test_convex_hull_case(ctx, "convex4");
490         test_convex_hull_case(ctx, "convex5");
491         test_convex_hull_case(ctx, "convex6");
492         test_convex_hull_case(ctx, "convex7");
493         test_convex_hull_case(ctx, "convex8");
494         test_convex_hull_case(ctx, "convex9");
495         test_convex_hull_case(ctx, "convex10");
496         test_convex_hull_case(ctx, "convex11");
497         test_convex_hull_case(ctx, "convex12");
498         test_convex_hull_case(ctx, "convex13");
499         test_convex_hull_case(ctx, "convex14");
500         test_convex_hull_case(ctx, "convex15");
501 }
502
503 void test_gist_case(struct isl_ctx *ctx, const char *name)
504 {
505         char filename[PATH_MAX];
506         FILE *input;
507         int n;
508         struct isl_basic_set *bset1, *bset2;
509
510         n = snprintf(filename, sizeof(filename),
511                         "%s/test_inputs/%s.polylib", srcdir, name);
512         assert(n < sizeof(filename));
513         input = fopen(filename, "r");
514         assert(input);
515
516         bset1 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
517         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
518
519         bset1 = isl_basic_set_gist(bset1, bset2);
520
521         bset2 = isl_basic_set_read_from_file(ctx, input, 0);
522
523         assert(isl_basic_set_is_equal(bset1, bset2) == 1);
524
525         isl_basic_set_free(bset1);
526         isl_basic_set_free(bset2);
527
528         fclose(input);
529 }
530
531 void test_gist(struct isl_ctx *ctx)
532 {
533         test_gist_case(ctx, "gist1");
534 }
535
536 void test_coalesce(struct isl_ctx *ctx)
537 {
538         const char *str;
539         struct isl_set *set, *set2;
540         struct isl_map *map, *map2;
541
542         set = isl_set_read_from_str(ctx,
543                 "{[x,y]: x >= 0 & x <= 10 & y >= 0 & y <= 10 or "
544                        "y >= x & x >= 2 & 5 >= y }", -1);
545         set = isl_set_coalesce(set);
546         assert(set && set->n == 1);
547         isl_set_free(set);
548
549         set = isl_set_read_from_str(ctx,
550                 "{[x,y]: y >= 0 & 2x + y <= 30 & y <= 10 & x >= 0 or "
551                        "x + y >= 10 & y <= x & x + y <= 20 & y >= 0}", -1);
552         set = isl_set_coalesce(set);
553         assert(set && set->n == 1);
554         isl_set_free(set);
555
556         set = isl_set_read_from_str(ctx,
557                 "{[x,y]: y >= 0 & 2x + y <= 30 & y <= 10 & x >= 0 or "
558                        "x + y >= 10 & y <= x & x + y <= 19 & y >= 0}", -1);
559         set = isl_set_coalesce(set);
560         assert(set && set->n == 2);
561         isl_set_free(set);
562
563         set = isl_set_read_from_str(ctx,
564                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
565                        "y >= 0 & x >= 6 & x <= 10 & y <= x}", -1);
566         set = isl_set_coalesce(set);
567         assert(set && set->n == 1);
568         isl_set_free(set);
569
570         set = isl_set_read_from_str(ctx,
571                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
572                        "y >= 0 & x >= 7 & x <= 10 & y <= x}", -1);
573         set = isl_set_coalesce(set);
574         assert(set && set->n == 2);
575         isl_set_free(set);
576
577         set = isl_set_read_from_str(ctx,
578                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
579                        "y >= 0 & x >= 6 & x <= 10 & y + 1 <= x}", -1);
580         set = isl_set_coalesce(set);
581         assert(set && set->n == 2);
582         isl_set_free(set);
583
584         set = isl_set_read_from_str(ctx,
585                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
586                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 6}", -1);
587         set = isl_set_coalesce(set);
588         assert(set && set->n == 1);
589         isl_set_free(set);
590
591         set = isl_set_read_from_str(ctx,
592                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
593                        "y >= 0 & x = 7 & y <= 6}", -1);
594         set = isl_set_coalesce(set);
595         assert(set && set->n == 2);
596         isl_set_free(set);
597
598         set = isl_set_read_from_str(ctx,
599                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
600                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 5}", -1);
601         set = isl_set_coalesce(set);
602         assert(set && set->n == 1);
603         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
604                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
605                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 5}", -1);
606         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
607         isl_set_free(set);
608         isl_set_free(set2);
609
610         set = isl_set_read_from_str(ctx,
611                 "{[x,y]: y >= 0 & x <= 5 & y <= x or "
612                        "y >= 0 & x = 6 & y <= 7}", -1);
613         set = isl_set_coalesce(set);
614         assert(set && set->n == 2);
615         isl_set_free(set);
616
617         set = isl_set_read_from_str(ctx,
618                 "[n] -> { [i] : i = 1 and n >= 2 or 2 <= i and i <= n }", -1);
619         set = isl_set_coalesce(set);
620         assert(set && set->n == 1);
621         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
622                 "[n] -> { [i] : i = 1 and n >= 2 or 2 <= i and i <= n }", -1);
623         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
624         isl_set_free(set);
625         isl_set_free(set2);
626
627         set = isl_set_read_from_str(ctx,
628                 "{[x,y] : x >= 0 and y >= 0 or 0 <= y and y <= 5 and x = -1}", -1);
629         set = isl_set_coalesce(set);
630         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
631                 "{[x,y] : x >= 0 and y >= 0 or 0 <= y and y <= 5 and x = -1}", -1);
632         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
633         isl_set_free(set);
634         isl_set_free(set2);
635
636         set = isl_set_read_from_str(ctx,
637                 "[n] -> { [i] : 1 <= i and i <= n - 1 or "
638                                 "2 <= i and i <= n }", -1);
639         set = isl_set_coalesce(set);
640         assert(set && set->n == 1);
641         set2 = isl_set_read_from_str(ctx,
642                 "[n] -> { [i] : 1 <= i and i <= n - 1 or "
643                                 "2 <= i and i <= n }", -1);
644         assert(isl_set_is_equal(set, set2));
645         isl_set_free(set);
646         isl_set_free(set2);
647
648         map = isl_map_read_from_str(ctx,
649                 "[n] -> { [i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
650                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
651                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
652                 "4e4 = -2 + o0 and i0 >= 8 + 2n and o0 >= 2 + i0 and "
653                 "o0 <= 56 + 2n and o0 <= -12 + 4n and i0 <= 57 + 2n and "
654                 "i0 <= -11 + 4n and o0 >= 6 + 2n and 4e0 <= i0 and "
655                 "4e0 >= -3 + i0 and 4e1 <= o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
656                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0);"
657                 "[i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
658                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
659                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
660                 "4e4 = -2 + o0 and 2e0 >= 3 + n and e0 <= -4 + n and "
661                 "2e0 <= 27 + n and e1 <= -4 + n and 2e1 <= 27 + n and "
662                 "2e1 >= 2 + n and e1 >= 1 + e0 and i0 >= 7 + 2n and "
663                 "i0 <= -11 + 4n and i0 <= 57 + 2n and 4e0 <= -2 + i0 and "
664                 "4e0 >= -3 + i0 and o0 >= 6 + 2n and o0 <= -11 + 4n and "
665                 "o0 <= 57 + 2n and 4e1 <= -2 + o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
666                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0 ) }", -1);
667         map = isl_map_coalesce(map);
668         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
669                 "[n] -> { [i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
670                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
671                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
672                 "4e4 = -2 + o0 and i0 >= 8 + 2n and o0 >= 2 + i0 and "
673                 "o0 <= 56 + 2n and o0 <= -12 + 4n and i0 <= 57 + 2n and "
674                 "i0 <= -11 + 4n and o0 >= 6 + 2n and 4e0 <= i0 and "
675                 "4e0 >= -3 + i0 and 4e1 <= o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
676                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0);"
677                 "[i0] -> [o0] : exists (e0 = [(i0)/4], e1 = [(o0)/4], "
678                 "e2 = [(n)/2], e3 = [(-2 + i0)/4], e4 = [(-2 + o0)/4], "
679                 "e5 = [(-2n + i0)/4]: 2e2 = n and 4e3 = -2 + i0 and "
680                 "4e4 = -2 + o0 and 2e0 >= 3 + n and e0 <= -4 + n and "
681                 "2e0 <= 27 + n and e1 <= -4 + n and 2e1 <= 27 + n and "
682                 "2e1 >= 2 + n and e1 >= 1 + e0 and i0 >= 7 + 2n and "
683                 "i0 <= -11 + 4n and i0 <= 57 + 2n and 4e0 <= -2 + i0 and "
684                 "4e0 >= -3 + i0 and o0 >= 6 + 2n and o0 <= -11 + 4n and "
685                 "o0 <= 57 + 2n and 4e1 <= -2 + o0 and 4e1 >= -3 + o0 and "
686                 "4e5 <= -2n + i0 and 4e5 >= -3 - 2n + i0 ) }", -1);
687         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
688         isl_map_free(map);
689         isl_map_free(map2);
690
691         str = "[n, m] -> { [] -> [o0, o2, o3] : (o3 = 1 and o0 >= 1 + m and "
692               "o0 <= n + m and o2 <= m and o0 >= 2 + n and o2 >= 3) or "
693               "(o0 >= 2 + n and o0 >= 1 + m and o0 <= n + m and n >= 1 and "
694               "o3 <= -1 + o2 and o3 >= 1 - m + o2 and o3 >= 2 and o3 <= n) }";
695         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
696         map = isl_map_coalesce(map);
697         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
698         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
699         isl_map_free(map);
700         isl_map_free(map2);
701
702         str = "[M, N] -> { [i0, i1, i2, i3, i4, i5, i6] -> "
703           "[o0, o1, o2, o3, o4, o5, o6] : "
704           "(o6 <= -4 + 2M - 2N + i0 + i1 - i2 + i6 - o0 - o1 + o2 and "
705           "o3 <= -2 + i3 and o6 >= 2 + i0 + i3 + i6 - o0 - o3 and "
706           "o6 >= 2 - M + N + i3 + i4 + i6 - o3 - o4 and o0 <= -1 + i0 and "
707           "o4 >= 4 - 3M + 3N - i0 - i1 + i2 + 2i3 + i4 + o0 + o1 - o2 - 2o3 "
708           "and o6 <= -3 + 2M - 2N + i3 + i4 - i5 + i6 - o3 - o4 + o5 and "
709           "2o6 <= -5 + 5M - 5N + 2i0 + i1 - i2 - i5 + 2i6 - 2o0 - o1 + o2 + o5 "
710           "and o6 >= 2i0 + i1 + i6 - 2o0 - o1 and "
711           "3o6 <= -5 + 4M - 4N + 2i0 + i1 - i2 + 2i3 + i4 - i5 + 3i6 "
712           "- 2o0 - o1 + o2 - 2o3 - o4 + o5) or "
713           "(N >= 2 and o3 <= -1 + i3 and o0 <= -1 + i0 and "
714           "o6 >= i3 + i6 - o3 and M >= 0 and "
715           "2o6 >= 1 + i0 + i3 + 2i6 - o0 - o3 and "
716           "o6 >= 1 - M + i0 + i6 - o0 and N >= 2M and o6 >= i0 + i6 - o0) }";
717         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
718         map = isl_map_coalesce(map);
719         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
720         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
721         isl_map_free(map);
722         isl_map_free(map2);
723
724         str = "[M, N] -> { [] -> [o0] : (o0 = 0 and M >= 1 and N >= 2) or "
725                 "(o0 = 0 and M >= 1 and N >= 2M and N >= 2 + M) or "
726                 "(o0 = 0 and M >= 2 and N >= 3) or "
727                 "(M = 0 and o0 = 0 and N >= 3) }";
728         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
729         map = isl_map_coalesce(map);
730         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
731         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
732         isl_map_free(map);
733         isl_map_free(map2);
734 }
735
736 void test_closure(struct isl_ctx *ctx)
737 {
738         const char *str;
739         isl_set *dom;
740         isl_map *up, *right;
741         isl_map *map, *map2;
742         int exact;
743
744         /* COCOA example 1 */
745         map = isl_map_read_from_str(ctx,
746                 "[n,k] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and "
747                         "1 <= i and i < n and 1 <= j and j < n or "
748                         "i2 = i + 1 and j2 = j - 1 and "
749                         "1 <= i and i < n and 2 <= j and j <= n }", -1);
750         map = isl_map_power(map, 1, &exact);
751         assert(exact);
752         isl_map_free(map);
753
754         /* COCOA example 1 */
755         map = isl_map_read_from_str(ctx,
756                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and "
757                         "1 <= i and i < n and 1 <= j and j < n or "
758                         "i2 = i + 1 and j2 = j - 1 and "
759                         "1 <= i and i < n and 2 <= j and j <= n }", -1);
760         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
761         assert(exact);
762         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
763                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : exists (k1,k2,k : "
764                         "1 <= i and i < n and 1 <= j and j <= n and "
765                         "2 <= i2 and i2 <= n and 1 <= j2 and j2 <= n and "
766                         "i2 = i + k1 + k2 and j2 = j + k1 - k2 and "
767                         "k1 >= 0 and k2 >= 0 and k1 + k2 = k and k >= 1 )}", -1);
768         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
769         isl_map_free(map2);
770         isl_map_free(map);
771
772         map = isl_map_read_from_str(ctx,
773                 "[n] -> { [x] -> [y] : y = x + 1 and 0 <= x and x <= n and "
774                                      " 0 <= y and y <= n }", -1);
775         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
776         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
777                 "[n] -> { [x] -> [y] : y > x and 0 <= x and x <= n and "
778                                      " 0 <= y and y <= n }", -1);
779         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
780         isl_map_free(map2);
781         isl_map_free(map);
782
783         /* COCOA example 2 */
784         map = isl_map_read_from_str(ctx,
785                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 2 and j2 = j + 2 and "
786                         "1 <= i and i < n - 1 and 1 <= j and j < n - 1 or "
787                         "i2 = i + 2 and j2 = j - 2 and "
788                         "1 <= i and i < n - 1 and 3 <= j and j <= n }", -1);
789         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
790         assert(exact);
791         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
792                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : exists (k1,k2,k : "
793                         "1 <= i and i < n - 1 and 1 <= j and j <= n and "
794                         "3 <= i2 and i2 <= n and 1 <= j2 and j2 <= n and "
795                         "i2 = i + 2 k1 + 2 k2 and j2 = j + 2 k1 - 2 k2 and "
796                         "k1 >= 0 and k2 >= 0 and k1 + k2 = k and k >= 1) }", -1);
797         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
798         isl_map_free(map);
799         isl_map_free(map2);
800
801         /* COCOA Fig.2 left */
802         map = isl_map_read_from_str(ctx,
803                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 2 and j2 = j and "
804                         "i <= 2 j - 3 and i <= n - 2 and j <= 2 i - 1 and "
805                         "j <= n or "
806                         "i2 = i and j2 = j + 2 and i <= 2 j - 1 and i <= n and "
807                         "j <= 2 i - 3 and j <= n - 2 or "
808                         "i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and i <= 2 j - 1 and "
809                         "i <= n - 1 and j <= 2 i - 1 and j <= n - 1 }", -1);
810         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
811         assert(exact);
812         isl_map_free(map);
813
814         /* COCOA Fig.2 right */
815         map = isl_map_read_from_str(ctx,
816                 "[n,k] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 3 and j2 = j and "
817                         "i <= 2 j - 4 and i <= n - 3 and j <= 2 i - 1 and "
818                         "j <= n or "
819                         "i2 = i and j2 = j + 3 and i <= 2 j - 1 and i <= n and "
820                         "j <= 2 i - 4 and j <= n - 3 or "
821                         "i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and i <= 2 j - 1 and "
822                         "i <= n - 1 and j <= 2 i - 1 and j <= n - 1 }", -1);
823         map = isl_map_power(map, 1, &exact);
824         assert(exact);
825         isl_map_free(map);
826
827         /* COCOA Fig.2 right */
828         map = isl_map_read_from_str(ctx,
829                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i + 3 and j2 = j and "
830                         "i <= 2 j - 4 and i <= n - 3 and j <= 2 i - 1 and "
831                         "j <= n or "
832                         "i2 = i and j2 = j + 3 and i <= 2 j - 1 and i <= n and "
833                         "j <= 2 i - 4 and j <= n - 3 or "
834                         "i2 = i + 1 and j2 = j + 1 and i <= 2 j - 1 and "
835                         "i <= n - 1 and j <= 2 i - 1 and j <= n - 1 }", -1);
836         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
837         assert(exact);
838         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
839                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : exists (k1,k2,k3,k : "
840                         "i <= 2 j - 1 and i <= n and j <= 2 i - 1 and "
841                         "j <= n and 3 + i + 2 j <= 3 n and "
842                         "3 + 2 i + j <= 3n and i2 <= 2 j2 -1 and i2 <= n and "
843                         "i2 <= 3 j2 - 4 and j2 <= 2 i2 -1 and j2 <= n and "
844                         "13 + 4 j2 <= 11 i2 and i2 = i + 3 k1 + k3 and "
845                         "j2 = j + 3 k2 + k3 and k1 >= 0 and k2 >= 0 and "
846                         "k3 >= 0 and k1 + k2 + k3 = k and k > 0) }", -1);
847         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
848         isl_map_free(map2);
849         isl_map_free(map);
850
851         /* COCOA Fig.1 right */
852         dom = isl_set_read_from_str(ctx,
853                 "{ [x,y] : x >= 0 and -2 x + 3 y >= 0 and x <= 3 and "
854                         "2 x - 3 y + 3 >= 0 }", -1);
855         right = isl_map_read_from_str(ctx,
856                 "{ [x,y] -> [x2,y2] : x2 = x + 1 and y2 = y }", -1);
857         up = isl_map_read_from_str(ctx,
858                 "{ [x,y] -> [x2,y2] : x2 = x and y2 = y + 1 }", -1);
859         right = isl_map_intersect_domain(right, isl_set_copy(dom));
860         right = isl_map_intersect_range(right, isl_set_copy(dom));
861         up = isl_map_intersect_domain(up, isl_set_copy(dom));
862         up = isl_map_intersect_range(up, dom);
863         map = isl_map_union(up, right);
864         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
865         assert(!exact);
866         isl_map_free(map);
867
868         /* COCOA Theorem 1 counter example */
869         map = isl_map_read_from_str(ctx,
870                 "{ [i,j] -> [i2,j2] : i = 0 and 0 <= j and j <= 1 and "
871                         "i2 = 1 and j2 = j or "
872                         "i = 0 and j = 0 and i2 = 0 and j2 = 1 }", -1);
873         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
874         assert(exact);
875         isl_map_free(map);
876
877         map = isl_map_read_from_str(ctx,
878                 "[m,n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i and j2 = j + 2 and "
879                         "1 <= i,i2 <= n and 1 <= j,j2 <= m or "
880                         "i2 = i + 1 and 3 <= j2 - j <= 4 and "
881                         "1 <= i,i2 <= n and 1 <= j,j2 <= m }", -1);
882         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
883         assert(exact);
884         isl_map_free(map);
885
886         /* Kelly et al 1996, fig 12 */
887         map = isl_map_read_from_str(ctx,
888                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : i2 = i and j2 = j + 1 and "
889                         "1 <= i,j,j+1 <= n or "
890                         "j = n and j2 = 1 and i2 = i + 1 and "
891                         "1 <= i,i+1 <= n }", -1);
892         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
893         assert(exact);
894         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
895                 "[n] -> { [i,j] -> [i2,j2] : 1 <= j < j2 <= n and "
896                         "1 <= i <= n and i = i2 or "
897                         "1 <= i < i2 <= n and 1 <= j <= n and "
898                         "1 <= j2 <= n }", -1);
899         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
900         isl_map_free(map2);
901         isl_map_free(map);
902
903         /* Omega's closure4 */
904         map = isl_map_read_from_str(ctx,
905                 "[m,n] -> { [x,y] -> [x2,y2] : x2 = x and y2 = y + 1 and "
906                         "1 <= x,y <= 10 or "
907                         "x2 = x + 1 and y2 = y and "
908                         "1 <= x <= 20 && 5 <= y <= 15 }", -1);
909         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
910         assert(exact);
911         isl_map_free(map);
912
913         map = isl_map_read_from_str(ctx,
914                 "[n] -> { [x] -> [y]: 1 <= n <= y - x <= 10 }", -1);
915         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
916         assert(!exact);
917         map2 = isl_map_read_from_str(ctx,
918                 "[n] -> { [x] -> [y] : 1 <= n <= 10 and y >= n + x }", -1);
919         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
920         isl_map_free(map);
921         isl_map_free(map2);
922
923         str = "[n, m] -> { [i0, i1, i2, i3] -> [o0, o1, o2, o3] : "
924             "i3 = 1 and o0 = i0 and o1 = -1 + i1 and o2 = -1 + i2 and "
925             "o3 = -2 + i2 and i1 <= -1 + i0 and i1 >= 1 - m + i0 and "
926             "i1 >= 2 and i1 <= n and i2 >= 3 and i2 <= 1 + n and i2 <= m }";
927         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
928         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
929         assert(exact);
930         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
931         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
932         isl_map_free(map);
933         isl_map_free(map2);
934
935         str = "{[0] -> [1]; [2] -> [3]}";
936         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
937         map = isl_map_transitive_closure(map, &exact);
938         assert(exact);
939         map2 = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
940         assert(isl_map_is_equal(map, map2));
941         isl_map_free(map);
942         isl_map_free(map2);
943 }
944
945 void test_lexmin(struct isl_ctx *ctx)
946 {
947         const char *str;
948         isl_map *map;
949
950         str = "[p0, p1] -> { [] -> [] : "
951             "exists (e0 = [(2p1)/3], e1, e2, e3 = [(3 - p1 + 3e0)/3], "
952             "e4 = [(p1)/3], e5 = [(p1 + 3e4)/3]: "
953             "3e0 >= -2 + 2p1 and 3e0 >= p1 and 3e3 >= 1 - p1 + 3e0 and "
954             "3e0 <= 2p1 and 3e3 >= -2 + p1 and 3e3 <= -1 + p1 and p1 >= 3 and "
955             "3e5 >= -2 + 2p1 and 3e5 >= p1 and 3e5 <= -1 + p1 + 3e4 and "
956             "3e4 <= p1 and 3e4 >= -2 + p1 and e3 <= -1 + e0 and "
957             "3e4 >= 6 - p1 + 3e1 and 3e1 >= p1 and 3e5 >= -2 + p1 + 3e4 and "
958             "2e4 >= 3 - p1 + 2e1 and e4 <= e1 and 3e3 <= 2 - p1 + 3e0 and "
959             "e5 >= 1 + e1 and 3e4 >= 6 - 2p1 + 3e1 and "
960             "p0 >= 2 and p1 >= p0 and 3e2 >= p1 and 3e4 >= 6 - p1 + 3e2 and "
961             "e2 <= e1 and e3 >= 1 and e4 <= e2) }";
962         map = isl_map_read_from_str(ctx, str, -1);
963         map = isl_map_lexmin(map);
964         isl_map_free(map);
965 }
966
967 int main()
968 {
969         struct isl_ctx *ctx;
970
971         srcdir = getenv("srcdir");
972         assert(srcdir);
973
974         ctx = isl_ctx_alloc();
975         test_read(ctx);
976         test_construction(ctx);
977         test_dim(ctx);
978         test_div(ctx);
979         test_application(ctx);
980         test_affine_hull(ctx);
981         test_convex_hull(ctx);
982         test_gist(ctx);
983         test_coalesce(ctx);
984         test_closure(ctx);
985         test_lexmin(ctx);
986         isl_ctx_free(ctx);
987         return 0;
988 }