isl_basic_map_gist: prefer contraints without existentially quantified variables
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
index 57c9d11..06aa85c 100644 (file)
--- a/isl_map.c
+++ b/isl_map.c
@@ -12,6 +12,7 @@
 
 #include <string.h>
 #include <strings.h>
+#include <isl_map_private.h>
 #include <isl/ctx.h>
 #include <isl/blk.h>
 #include "isl_dim_private.h"
@@ -21,7 +22,6 @@
 #include <isl/seq.h>
 #include <isl/set.h>
 #include <isl/map.h>
-#include "isl_map_private.h"
 #include "isl_map_piplib.h"
 #include <isl_reordering.h>
 #include "isl_sample.h"
@@ -323,6 +323,7 @@ __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
        bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
        if (!bmap->dim)
                goto error;
+       bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
        return bmap;
 error:
        isl_basic_map_free(bmap);
@@ -372,6 +373,11 @@ __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
        return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 }
 
+const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
+{
+       return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
+}
+
 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 {
        return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
@@ -455,6 +461,11 @@ int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
        return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 }
 
+int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
+{
+       return isl_basic_map_is_rational(bset);
+}
+
 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
                struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
                unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
@@ -1418,7 +1429,7 @@ __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
        if (!bmap)
                return NULL;
        bmap->n_div = 0;
-       return bmap;
+       return isl_basic_map_finalize(bmap);
 }
 
 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
@@ -1558,6 +1569,78 @@ __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
                                                              type, first, n);
 }
 
+/* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
+ * on unknown divs.
+ */
+static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
+{
+       int i;
+       unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
+
+       if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
+               return 1;
+
+       for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
+               if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
+                       continue;
+               if (div_is_unknown(bmap, i))
+                       return 1;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
+ */
+__isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
+       __isl_take isl_basic_map *bmap)
+{
+       int i;
+
+       if (!bmap)
+               return NULL;
+
+       for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
+               if (!div_is_unknown(bmap, i))
+                       continue;
+               bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
+       }
+
+       return bmap;
+error:
+       isl_basic_map_free(bmap);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
+{
+       int i;
+
+       if (!map)
+               return NULL;
+       if (map->n == 0)
+               return map;
+
+       map = isl_map_cow(map);
+       if (!map)
+               return NULL;
+
+       for (i = 0; i < map->n; ++i) {
+               map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
+               if (!map->p[i])
+                       goto error;
+       }
+       return map;
+error:
+       isl_map_free(map);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
+{
+       return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
+}
+
 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
        __isl_take isl_basic_set *bset,
        enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
@@ -1861,17 +1944,7 @@ struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
 
 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
 {
-       struct isl_set *set;
-
-       if (!bset)
-               return NULL;
-
-       set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
-       if (!set) {
-               isl_basic_set_free(bset);
-               return NULL;
-       }
-       return isl_set_add_basic_set(set, bset);
+       return isl_map_from_basic_map(bset);
 }
 
 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
@@ -1882,10 +1955,6 @@ struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
                return NULL;
 
        map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
-       if (!map) {
-               isl_basic_map_free(bmap);
-               return NULL;
-       }
        return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
 }
 
@@ -1958,7 +2027,6 @@ struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
                struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
 {
        struct isl_basic_map *bmap_domain;
-       struct isl_dim *dim;
 
        if (!bmap || !bset)
                goto error;
@@ -1975,8 +2043,7 @@ struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
                goto error;
        bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
                        bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
-       dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
-       bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
+       bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
        bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
 
        bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
@@ -2300,8 +2367,9 @@ __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 
        res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
                        bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
+       if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
+               res = isl_basic_map_set_rational(res);
        res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
-       res = isl_basic_map_simplify(res);
        return isl_basic_map_finalize(res);
 }
 
@@ -2924,6 +2992,11 @@ struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
        return isl_basic_map_finalize(bmap);
 }
 
+__isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
+{
+       return isl_basic_map_neg(bset);
+}
+
 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
  */
 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
@@ -3960,6 +4033,13 @@ __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
        return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
 }
 
+__isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
+       __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
+{
+       return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
+                                        isl_basic_map_from_range(range));
+}
+
 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
        __isl_take isl_set *range)
 {
@@ -4083,6 +4163,7 @@ struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
 {
        struct isl_basic_map *bmap;
        bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
+       bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
        return bmap;
 }
 
@@ -4090,9 +4171,45 @@ struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
 {
        struct isl_basic_set *bset;
        bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
+       bset = isl_basic_set_finalize(bset);
        return bset;
 }
 
+__isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
+{
+       int i;
+       unsigned total = isl_dim_total(dim);
+       isl_basic_map *bmap;
+
+       bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
+       for (i = 0; i < total; ++i) {
+               int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
+               if (k < 0)
+                       goto error;
+               isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
+               isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
+       }
+       return bmap;
+error:
+       isl_basic_map_free(bmap);
+       return NULL;
+}
+
+__isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
+{
+       return isl_basic_map_nat_universe(dim);
+}
+
+__isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
+{
+       return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
+}
+
+__isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
+{
+       return isl_map_nat_universe(dim);
+}
+
 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
                __isl_keep isl_basic_map *model)
 {
@@ -6618,11 +6735,22 @@ struct constraint {
        isl_int         *c;
 };
 
+/* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
+ * variables sorting first.
+ */
 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
 {
        const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
        const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
+       int l1, l2;
        unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
+
+       l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
+       l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
+
+       if (l1 != l2)
+               return l1 - l2;
+
        return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
 }
 
@@ -6686,6 +6814,9 @@ int isl_basic_map_fast_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
 
        if (bmap1 == bmap2)
                return 0;
+       if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
+           ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
+               return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
        if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
                return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
        if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
@@ -6862,7 +6993,8 @@ error:
 
 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
  */
-struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
+__isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
+       __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
 {
        int i;
        unsigned dim;
@@ -6956,9 +7088,73 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-/* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
- */
-struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
+__isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
+       __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
+{
+       isl_basic_map *prod;
+
+       prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
+       prod = isl_basic_map_flatten(prod);
+       return prod;
+}
+
+__isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
+       __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
+{
+       return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
+}
+
+__isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
+       __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
+{
+       isl_dim *dim_result = NULL;
+       isl_basic_map *bmap;
+       unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
+       struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
+
+       if (!bmap1 || !bmap2)
+               goto error;
+
+       dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
+                                          isl_dim_copy(bmap2->dim));
+
+       in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
+       out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
+       out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
+       nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
+
+       total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
+       dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
+       dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
+       isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
+       isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
+       isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
+       isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
+       isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
+       isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
+       isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
+       isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
+
+       bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
+                       bmap1->n_div + bmap2->n_div,
+                       bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
+                       bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
+       bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
+       bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
+       bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
+       return isl_basic_map_finalize(bmap);
+error:
+       isl_basic_map_free(bmap1);
+       isl_basic_map_free(bmap2);
+       return NULL;
+}
+
+static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
+       __isl_take isl_map *map2,
+       __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
+                                          __isl_take isl_dim *right),
+       __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
+               __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
 {
        unsigned flags = 0;
        struct isl_map *result;
@@ -6974,17 +7170,16 @@ struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
            ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
                ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
 
-       result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
-                                                  isl_dim_copy(map2->dim)),
+       result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
+                                              isl_dim_copy(map2->dim)),
                                map1->n * map2->n, flags);
        if (!result)
                goto error;
        for (i = 0; i < map1->n; ++i)
                for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
                        struct isl_basic_map *part;
-                       part = isl_basic_map_product(
-                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
-                                   isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
+                       part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
+                                                isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
                        if (isl_basic_map_is_empty(part))
                                isl_basic_map_free(part);
                        else
@@ -7001,6 +7196,13 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+/* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
+ */
+struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
+{
+       return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
+}
+
 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
  */
 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
@@ -7027,6 +7229,15 @@ __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
        return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
 }
 
+/* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
+ */
+__isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
+       __isl_take isl_map *map2)
+{
+       return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
+                               &isl_basic_map_range_product);
+}
+
 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 {
        int i;
@@ -7461,6 +7672,56 @@ int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
        return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
 }
 
+/* Check if the given basic map is obviously single-valued.
+ * In particular, for each output dimension, check that there is
+ * an equality that defines the output dimension in terms of
+ * earlier dimensions.
+ */
+int isl_basic_map_fast_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
+{
+       int i, j;
+       unsigned total;
+       unsigned n_out;
+       unsigned o_out;
+
+       if (!bmap)
+               return -1;
+
+       total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
+       n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
+       o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
+
+       for (i = 0; i < n_out; ++i) {
+               for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
+                       if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
+                               continue;
+                       if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
+                                               total - (o_out + i + 1)) == -1)
+                               break;
+               }
+               if (j >= bmap->n_eq)
+                       return 0;
+       }
+
+       return 1;
+}
+
+/* Check if the given map is obviously single-valued.
+ */
+int isl_map_fast_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
+{
+       int sv;
+
+       if (!map)
+               return -1;
+       if (map->n == 0)
+               return 1;
+       if (map->n >= 2)
+               return 0;
+
+       return isl_basic_map_fast_is_single_valued(map->p[0]);
+}
+
 /* Check if the given map is single-valued.
  * We simply compute
  *
@@ -7474,6 +7735,10 @@ int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
        isl_map *id;
        int sv;
 
+       sv = isl_map_fast_is_single_valued(map);
+       if (sv < 0 || sv)
+               return sv;
+
        test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
        test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
 
@@ -7766,6 +8031,11 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+__isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
+{
+       return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
+}
+
 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
 {
        int i;
@@ -8018,9 +8288,12 @@ __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
                                       eq->n_row, ineq->n_row);
        if (!bmap)
                goto error;
-       for (i = 0; i < extra; ++i)
-               if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
+       for (i = 0; i < extra; ++i) {
+               k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
+               if (k < 0)
                        goto error;
+               isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
+       }
        for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
                l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
                if (l < 0)