isl_basic_set_sample: break early if sample found in basic_set_range
[platform/upstream/isl.git] / isl_mat.c
index e663838..d72d929 100644 (file)
--- a/isl_mat.c
+++ b/isl_mat.c
@@ -36,6 +36,55 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+struct isl_mat *isl_mat_extend(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat,
+       unsigned n_row, unsigned n_col)
+{
+       int i;
+       isl_int *old;
+
+       if (!mat)
+               return NULL;
+
+       if (mat->n_col >= n_col && mat->n_row >= n_row)
+               return mat;
+
+       if (mat->n_col < n_col) {
+               struct isl_mat *new_mat;
+
+               new_mat = isl_mat_alloc(ctx, n_row, n_col);
+               if (!new_mat)
+                       goto error;
+               for (i = 0; i < mat->n_row; ++i)
+                       isl_seq_cpy(new_mat->row[i], mat->row[i], mat->n_col);
+               isl_mat_free(ctx, mat);
+               return new_mat;
+       }
+
+       mat = isl_mat_cow(ctx, mat);
+       if (!mat)
+               goto error;
+
+       assert(mat->ref == 1);
+       old = mat->block.data;
+       mat->block = isl_blk_extend(ctx, mat->block, n_row * mat->n_col);
+       if (isl_blk_is_error(mat->block))
+               goto error;
+       mat->row = isl_realloc_array(ctx, mat->row, isl_int *, n_row);
+       if (!mat->row)
+               goto error;
+
+       for (i = 0; i < mat->n_row; ++i)
+               mat->row[i] = mat->block.data + (mat->row[i] - old);
+       for (i = mat->n_row; i < n_row; ++i)
+               mat->row[i] = mat->block.data + i * mat->n_col;
+       mat->n_row = n_row;
+
+       return mat;
+error:
+       isl_mat_free(ctx, mat);
+       return NULL;
+}
+
 struct isl_mat *isl_mat_sub_alloc(struct isl_ctx *ctx, isl_int **row,
        unsigned first_row, unsigned n_row, unsigned first_col, unsigned n_col)
 {
@@ -109,7 +158,7 @@ struct isl_mat *isl_mat_cow(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat)
        if (!mat)
                return NULL;
 
-       if (mat->ref == 1 && !F_ISSET(mat, ISL_MAT_BORROWED))
+       if (mat->ref == 1 && !ISL_F_ISSET(mat, ISL_MAT_BORROWED))
                return mat;
 
        mat2 = isl_mat_dup(ctx, mat);
@@ -125,7 +174,7 @@ void isl_mat_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat)
        if (--mat->ref > 0)
                return;
 
-       if (!F_ISSET(mat, ISL_MAT_BORROWED))
+       if (!ISL_F_ISSET(mat, ISL_MAT_BORROWED))
                isl_blk_free(ctx, mat->block);
        free(mat->row);
        free(mat);
@@ -164,14 +213,14 @@ struct isl_vec *isl_mat_vec_product(struct isl_ctx *ctx,
                goto error;
 
        for (i = 0; i < prod->size; ++i)
-               isl_seq_inner_product(mat->row[i], vec->block.data, vec->size,
+               isl_seq_inner_product(mat->row[i], vec->el, vec->size,
                                        &prod->block.data[i]);
        isl_mat_free(ctx, mat);
-       isl_vec_free(ctx, vec);
+       isl_vec_free(vec);
        return prod;
 error:
        isl_mat_free(ctx, mat);
-       isl_vec_free(ctx, vec);
+       isl_vec_free(vec);
        return NULL;
 }
 
@@ -358,6 +407,35 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+struct isl_mat *isl_mat_right_kernel(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat)
+{
+       int i, rank;
+       struct isl_mat *U = NULL;
+       struct isl_mat *K;
+
+       mat = isl_mat_left_hermite(ctx, mat, 0, &U, NULL);
+       if (!mat || !U)
+               goto error;
+
+       for (i = 0, rank = 0; rank < mat->n_col; ++rank) {
+               while (i < mat->n_row && isl_int_is_zero(mat->row[i][rank]))
+                       ++i;
+               if (i >= mat->n_row)
+                       break;
+       }
+       K = isl_mat_alloc(ctx, U->n_row, U->n_col - rank);
+       if (!K)
+               goto error;
+       isl_mat_sub_copy(ctx, K->row, U->row, U->n_row, 0, rank, U->n_col-rank);
+       isl_mat_free(ctx, mat);
+       isl_mat_free(ctx, U);
+       return K;
+error:
+       isl_mat_free(ctx, mat);
+       isl_mat_free(ctx, U);
+       return NULL;
+}
+
 struct isl_mat *isl_mat_lin_to_aff(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat)
 {
        int i;
@@ -624,6 +702,52 @@ error:
        return NULL;
 }
 
+struct isl_mat *isl_mat_transpose(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat)
+{
+       struct isl_mat *transpose = NULL;
+       int i, j;
+
+       if (mat->n_col == mat->n_row) {
+               mat = isl_mat_cow(ctx, mat);
+               if (!mat)
+                       return NULL;
+               for (i = 0; i < mat->n_row; ++i)
+                       for (j = i + 1; j < mat->n_col; ++j)
+                               isl_int_swap(mat->row[i][j], mat->row[j][i]);
+               return mat;
+       }
+       transpose = isl_mat_alloc(ctx, mat->n_col, mat->n_row);
+       if (!transpose)
+               goto error;
+       for (i = 0; i < mat->n_row; ++i)
+               for (j = 0; j < mat->n_col; ++j)
+                       isl_int_set(transpose->row[j][i], mat->row[i][j]);
+       isl_mat_free(ctx, mat);
+       return transpose;
+error:
+       isl_mat_free(ctx, mat);
+       return NULL;
+}
+
+struct isl_mat *isl_mat_swap_cols(struct isl_ctx *ctx,
+       struct isl_mat *mat, unsigned i, unsigned j)
+{
+       int r;
+
+       mat = isl_mat_cow(ctx, mat);
+       if (!mat)
+               return NULL;
+       isl_assert(ctx, i < mat->n_col, goto error);
+       isl_assert(ctx, j < mat->n_col, goto error);
+
+       for (r = 0; r < mat->n_row; ++r)
+               isl_int_swap(mat->row[r][i], mat->row[r][j]);
+       return mat;
+error:
+       isl_mat_free(ctx, mat);
+       return NULL;
+}
+
 struct isl_mat *isl_mat_swap_rows(struct isl_ctx *ctx,
        struct isl_mat *mat, unsigned i, unsigned j)
 {
@@ -675,21 +799,69 @@ error:
        return NULL;
 }
 
-struct isl_basic_set *isl_basic_set_preimage(struct isl_ctx *ctx,
-       struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
+/* Replace the variables x in the rows q by x' given by x = M x',
+ * with M the matrix mat.
+ *
+ * If the number of new variables is greater than the original
+ * number of variables, then the rows q have already been
+ * preextended.  If the new number is smaller, then the coefficients
+ * of the divs, which are not changed, need to be shifted down.
+ * The row q may be the equalities, the inequalities or the
+ * div expressions.  In the latter case, has_div is true and
+ * we need to take into account the extra denominator column.
+ */
+static int preimage(struct isl_ctx *ctx, isl_int **q, unsigned n,
+       unsigned n_div, int has_div, struct isl_mat *mat)
 {
-       struct isl_mat *t;
        int i;
+       struct isl_mat *t;
+       int e;
+
+       if (mat->n_col >= mat->n_row)
+               e = 0;
+       else
+               e = mat->n_row - mat->n_col;
+       if (has_div)
+               for (i = 0; i < n; ++i)
+                       isl_int_mul(q[i][0], q[i][0], mat->row[0][0]);
+       t = isl_mat_sub_alloc(ctx, q, 0, n, has_div, mat->n_row);
+       t = isl_mat_product(ctx, t, mat);
+       if (!t)
+               return -1;
+       for (i = 0; i < n; ++i) {
+               isl_seq_swp_or_cpy(q[i] + has_div, t->row[i], t->n_col);
+               isl_seq_cpy(q[i] + has_div + t->n_col,
+                           q[i] + has_div + t->n_col + e, n_div);
+               isl_seq_clr(q[i] + has_div + t->n_col + n_div, e);
+       }
+       isl_mat_free(ctx, t);
+       return 0;
+}
+
+/* Replace the variables x in bset by x' given by x = M x', with
+ * M the matrix mat.
+ *
+ * If there are fewer variables x' then there are x, then we perform
+ * the transformation in place, which that, in principle,
+ * this frees up some extra variables as the number
+ * of columns remains constant, but we would have to extend
+ * the div array too as the number of rows in this array is assumed
+ * to be equal to extra.
+ */
+struct isl_basic_set *isl_basic_set_preimage(struct isl_basic_set *bset,
+       struct isl_mat *mat)
+{
+       struct isl_ctx *ctx;
 
        if (!bset || !mat)
                goto error;
 
+       ctx = bset->ctx;
        bset = isl_basic_set_cow(bset);
        if (!bset)
                goto error;
 
        isl_assert(ctx, bset->dim->nparam == 0, goto error);
-       isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
        isl_assert(ctx, 1+bset->dim->n_out == mat->n_row, goto error);
 
        if (mat->n_col > mat->n_row)
@@ -700,28 +872,24 @@ struct isl_basic_set *isl_basic_set_preimage(struct isl_ctx *ctx,
                if (!bset->dim)
                        goto error;
                bset->dim->n_out -= mat->n_row - mat->n_col;
-               bset->extra += mat->n_row - mat->n_col;
        }
 
-       t = isl_mat_sub_alloc(ctx, bset->eq, 0, bset->n_eq, 0, mat->n_row);
-       t = isl_mat_product(ctx, t, isl_mat_copy(ctx, mat));
-       if (!t)
+       if (preimage(ctx, bset->eq, bset->n_eq, bset->n_div, 0,
+                       isl_mat_copy(ctx, mat)) < 0)
                goto error;
-       for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
-               isl_seq_swp_or_cpy(bset->eq[i], t->row[i], t->n_col);
-               isl_seq_clr(bset->eq[i]+t->n_col, bset->extra);
-       }
-       isl_mat_free(ctx, t);
 
-       t = isl_mat_sub_alloc(ctx, bset->ineq, 0, bset->n_ineq, 0, mat->n_row);
-       t = isl_mat_product(ctx, t, mat);
-       if (!t)
+       if (preimage(ctx, bset->ineq, bset->n_ineq, bset->n_div, 0,
+                       isl_mat_copy(ctx, mat)) < 0)
+               goto error;
+
+       if (preimage(ctx, bset->div, bset->n_div, bset->n_div, 1, mat) < 0)
                goto error2;
-       for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
-               isl_seq_swp_or_cpy(bset->ineq[i], t->row[i], t->n_col);
-               isl_seq_clr(bset->ineq[i]+t->n_col, bset->extra);
-       }
-       isl_mat_free(ctx, t);
+
+       ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NO_IMPLICIT);
+       ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NO_REDUNDANT);
+       ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
+       ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED_DIVS);
+       ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_ALL_EQUALITIES);
 
        bset = isl_basic_set_simplify(bset);
        bset = isl_basic_set_finalize(bset);
@@ -734,9 +902,9 @@ error2:
        return NULL;
 }
 
-struct isl_set *isl_set_preimage(struct isl_ctx *ctx,
-       struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
+struct isl_set *isl_set_preimage(struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
 {
+       struct isl_ctx *ctx;
        int i;
 
        set = isl_set_cow(set);
@@ -745,7 +913,7 @@ struct isl_set *isl_set_preimage(struct isl_ctx *ctx,
 
        ctx = set->ctx;
        for (i = 0; i < set->n; ++i) {
-               set->p[i] = isl_basic_set_preimage(ctx, set->p[i],
+               set->p[i] = isl_basic_set_preimage(set->p[i],
                                                    isl_mat_copy(ctx, mat));
                if (!set->p[i])
                        goto error;
@@ -758,6 +926,7 @@ struct isl_set *isl_set_preimage(struct isl_ctx *ctx,
                set->dim->n_out -= mat->n_row;
        }
        isl_mat_free(ctx, mat);
+       ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
        return set;
 error:
        isl_set_free(set);
@@ -771,7 +940,7 @@ void isl_mat_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat,
        int i, j;
 
        if (!mat) {
-               fprintf(out, "null mat\n");
+               fprintf(out, "%*snull mat\n", indent, "");
                return;
        }
 
@@ -800,6 +969,7 @@ struct isl_mat *isl_mat_drop_cols(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat,
 {
        int r;
 
+       mat = isl_mat_cow(ctx, mat);
        if (!mat)
                return NULL;
 
@@ -817,6 +987,7 @@ struct isl_mat *isl_mat_drop_rows(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat,
 {
        int r;
 
+       mat = isl_mat_cow(ctx, mat);
        if (!mat)
                return NULL;
 
@@ -826,3 +997,46 @@ struct isl_mat *isl_mat_drop_rows(struct isl_ctx *ctx, struct isl_mat *mat,
        mat->n_row -= n;
        return mat;
 }
+
+void isl_mat_col_submul(struct isl_mat *mat,
+                       int dst_col, isl_int f, int src_col)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < mat->n_row; ++i)
+               isl_int_submul(mat->row[i][dst_col], f, mat->row[i][src_col]);
+}
+
+void isl_mat_col_mul(struct isl_mat *mat, int dst_col, isl_int f, int src_col)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < mat->n_row; ++i)
+               isl_int_mul(mat->row[i][dst_col], f, mat->row[i][src_col]);
+}
+
+struct isl_mat *isl_mat_unimodular_complete(struct isl_ctx *ctx,
+                                               struct isl_mat *M, int row)
+{
+       int r;
+       struct isl_mat *H = NULL, *Q = NULL;
+
+       isl_assert(ctx, M->n_row == M->n_col, goto error);
+       M->n_row = row;
+       H = isl_mat_left_hermite(ctx, isl_mat_copy(ctx, M), 0, NULL, &Q);
+       M->n_row = M->n_col;
+       if (!H)
+               goto error;
+       for (r = 0; r < row; ++r)
+               isl_assert(ctx, isl_int_is_one(H->row[r][r]), goto error);
+       for (r = row; r < M->n_row; ++r)
+               isl_seq_cpy(M->row[r], Q->row[r], M->n_col);
+       isl_mat_free(ctx, H);
+       isl_mat_free(ctx, Q);
+       return M;
+error:
+       isl_mat_free(ctx, H);
+       isl_mat_free(ctx, Q);
+       isl_mat_free(ctx, M);
+       return NULL;
+}