isl_basic_set_reduced_basis: fix value in directions with only one integer value
[platform/upstream/isl.git] / basis_reduction_tab.c
index 29b4ef6..c4075a7 100644 (file)
@@ -1,4 +1,5 @@
 #include <assert.h>
+#include "isl_seq.h"
 #include "isl_tab.h"
 
 struct tab_lp {
@@ -9,9 +10,14 @@ struct tab_lp {
        isl_int         *obj;
        isl_int          opt;
        isl_int          opt_denom;
+       isl_int          tmp;
+       isl_int          tmp2;
        int              neq;
        unsigned         dim;
-       int              n_ineq;
+       /* number of constraints in initial product tableau */
+       int              con_offset;
+       /* objective function has fixed or no integer value */
+       int              is_fixed;
 };
 
 static struct tab_lp *init_lp(struct isl_basic_set *bset);
@@ -22,6 +28,7 @@ static void delete_lp(struct tab_lp *lp);
 static int add_lp_row(struct tab_lp *lp, isl_int *row, int dim);
 static void get_alpha(struct tab_lp* lp, int row, mpq_t *alpha);
 static void del_lp_row(struct tab_lp *lp);
+static int cut_lp_to_hyperplane(struct tab_lp *lp, isl_int *row);
 
 #define GBR_LP                             struct tab_lp
 #define GBR_type                           mpq_t
@@ -31,6 +38,7 @@ static void del_lp_row(struct tab_lp *lp);
 #define GBR_set_ui(a,b)                            mpq_set_ui(a,b,1)
 #define GBR_mul(a,b,c)                     mpq_mul(a,b,c)
 #define GBR_lt(a,b)                        (mpq_cmp(a,b) < 0)
+#define GBR_is_zero(a)                     (mpq_sgn(a) == 0)
 #define GBR_floor(a,b)                     mpz_fdiv_q(a,mpq_numref(b),mpq_denref(b))
 #define GBR_ceil(a,b)                      mpz_cdiv_q(a,mpq_numref(b),mpq_denref(b))
 #define GBR_lp_init(P)                     init_lp(P)
@@ -41,7 +49,9 @@ static void del_lp_row(struct tab_lp *lp);
 #define GBR_lp_next_row(lp)                lp->neq
 #define GBR_lp_add_row(lp, row, dim)       add_lp_row(lp, row, dim)
 #define GBR_lp_get_alpha(lp, row, alpha)    get_alpha(lp, row, alpha)
-#define GBR_lp_del_row(lp)                 del_lp_row(lp);
+#define GBR_lp_del_row(lp)                 del_lp_row(lp)
+#define GBR_lp_is_fixed(lp)                (lp)->is_fixed
+#define GBR_lp_cut(lp, obj)                cut_lp_to_hyperplane(lp, obj)
 #include "basis_reduction_templ.c"
 
 /* Set up a tableau for the Cartesian product of bset with itself.
@@ -59,7 +69,7 @@ static struct isl_tab *gbr_tab(struct isl_basic_set *bset,
                return NULL;
 
        dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
-       tab = isl_tab_alloc(bset->ctx, 2 * bset->n_ineq + dim + 1, 2 * dim, 0);
+       tab = isl_tab_alloc(bset->ctx, 2 * bset->n_ineq + 3 * dim + 1, 2 * dim, 0);
 
        for (i = 0; i < 2; ++i) {
                isl_seq_clr(row->el + 1 + (1 - i) * dim, dim);
@@ -91,9 +101,10 @@ static struct tab_lp *init_lp(struct isl_basic_set *bset)
 
        isl_int_init(lp->opt);
        isl_int_init(lp->opt_denom);
+       isl_int_init(lp->tmp);
+       isl_int_init(lp->tmp2);
 
        lp->dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
-       lp->n_ineq = bset->n_ineq;
 
        lp->ctx = bset->ctx;
        isl_ctx_ref(lp->ctx);
@@ -106,6 +117,7 @@ static struct tab_lp *init_lp(struct isl_basic_set *bset)
        lp->tab = gbr_tab(bset, lp->row);
        if (!lp->tab)
                goto error;
+       lp->con_offset = lp->tab->n_con;
        lp->obj = NULL;
        lp->neq = 0;
 
@@ -125,6 +137,8 @@ static int solve_lp(struct tab_lp *lp)
        enum isl_lp_result res;
        unsigned flags = 0;
 
+       lp->is_fixed = 0;
+
        isl_int_set_si(lp->row->el[0], 0);
        isl_seq_cpy(lp->row->el + 1, lp->obj, lp->dim);
        isl_seq_neg(lp->row->el + 1 + lp->dim, lp->obj, lp->dim);
@@ -132,11 +146,54 @@ static int solve_lp(struct tab_lp *lp)
                flags = ISL_TAB_SAVE_DUAL;
        res = isl_tab_min(lp->tab, lp->row->el, lp->ctx->one,
                          &lp->opt, &lp->opt_denom, flags);
+       isl_int_mul_ui(lp->opt_denom, lp->opt_denom, 2);
+       if (isl_int_abs_lt(lp->opt, lp->opt_denom)) {
+               struct isl_vec *sample = isl_tab_get_sample_value(lp->tab);
+               if (!sample)
+                       return -1;
+               isl_seq_inner_product(lp->obj, sample->el + 1, lp->dim, &lp->tmp);
+               isl_seq_inner_product(lp->obj, sample->el + 1 + lp->dim, lp->dim, &lp->tmp2);
+               isl_int_cdiv_q(lp->tmp, lp->tmp, sample->el[0]);
+               isl_int_fdiv_q(lp->tmp2, lp->tmp2, sample->el[0]);
+               if (isl_int_ge(lp->tmp, lp->tmp2))
+                       lp->is_fixed = 1;
+               isl_vec_free(sample);
+       }
+       isl_int_divexact_ui(lp->opt_denom, lp->opt_denom, 2);
        if (res != isl_lp_ok)
                return -1;
        return 0;
 }
 
+/* The current objective function has a fixed (or no) integer value.
+ * Cut the tableau to the hyperplane that fixes this value in
+ * both halves of the tableau.
+ * Return 1 if the resulting tableau is empty.
+ */
+static int cut_lp_to_hyperplane(struct tab_lp *lp, isl_int *row)
+{
+       enum isl_lp_result res;
+
+       isl_int_set_si(lp->row->el[0], 0);
+       isl_seq_cpy(lp->row->el + 1, row, lp->dim);
+       isl_seq_clr(lp->row->el + 1 + lp->dim, lp->dim);
+       res = isl_tab_min(lp->tab, lp->row->el, lp->ctx->one,
+                         &lp->tmp, NULL, 0);
+       if (res != isl_lp_ok)
+               return -1;
+
+       isl_int_neg(lp->row->el[0], lp->tmp);
+       lp->tab = isl_tab_add_eq(lp->tab, lp->row->el);
+
+       isl_seq_cpy(lp->row->el + 1 + lp->dim, row, lp->dim);
+       isl_seq_clr(lp->row->el + 1, lp->dim);
+       lp->tab = isl_tab_add_eq(lp->tab, lp->row->el);
+
+       lp->con_offset += 2;
+
+       return lp->tab->empty;
+}
+
 static void get_obj_val(struct tab_lp* lp, mpq_t *F)
 {
        isl_int_neg(mpq_numref(*F), lp->opt);
@@ -150,6 +207,8 @@ static void delete_lp(struct tab_lp *lp)
 
        isl_int_clear(lp->opt);
        isl_int_clear(lp->opt_denom);
+       isl_int_clear(lp->tmp);
+       isl_int_clear(lp->tmp2);
        isl_vec_free(lp->row);
        free(lp->stack);
        isl_tab_free(lp->tab);
@@ -172,7 +231,7 @@ static int add_lp_row(struct tab_lp *lp, isl_int *row, int dim)
 
 static void get_alpha(struct tab_lp* lp, int row, mpq_t *alpha)
 {
-       row += 2 * lp->n_ineq;
+       row += lp->con_offset;
        isl_int_neg(mpq_numref(*alpha), lp->tab->dual->el[1 + row]);
        isl_int_set(mpq_denref(*alpha), lp->tab->dual->el[0]);
 }