[mlir][Analysis][NFC] Split FlatAffineValueConstraints into multiple classes
authorMatthias Springer <me@m-sp.org>
Thu, 23 Mar 2023 08:25:01 +0000 (09:25 +0100)
committerMatthias Springer <me@m-sp.org>
Thu, 23 Mar 2023 08:38:12 +0000 (09:38 +0100)
The new class hierarchy is as follows:

* `IntegerRelation` (no change)
* `IntegerPolyhedron` (no change)
* `FlatLinearConstraints`: provides an AffineExpr-based API
* `FlatLinearValueConstraints`: stores an additional mapping of non-local vars to SSA values
* `FlatAffineValueConstraints`: provides additional helper functions for Affine dialect ops
* `FlatAffineRelation` (no change)

`FlatConstraints` and `FlatValueConstraints` are moved from `MLIRAffineAnalysis` to `MLIRAnalysis` and can be used without depending on the Affine dialect.

This change is in preparation of D145681, which adds an MLIR interface that depends on `FlatConstraints` (and cannot depend on the Affine dialect or any other dialect).

Differential Revision: https://reviews.llvm.org/D146201

13 files changed:
mlir/docs/Rationale/UsageOfConst.md
mlir/include/mlir/Analysis/FlatLinearValueConstraints.h [new file with mode: 0644]
mlir/include/mlir/Analysis/Presburger/IntegerRelation.h
mlir/include/mlir/Dialect/Affine/Analysis/AffineStructures.h
mlir/include/mlir/IR/AffineExprVisitor.h
mlir/include/mlir/IR/IntegerSet.h
mlir/lib/Analysis/CMakeLists.txt
mlir/lib/Analysis/FlatLinearValueConstraints.cpp [new file with mode: 0644]
mlir/lib/Dialect/Affine/Analysis/AffineStructures.cpp
mlir/lib/IR/AffineExpr.cpp
mlir/lib/IR/AffineMap.cpp
mlir/test/Transforms/memref-bound-check.mlir
mlir/test/Transforms/memref-dependence-check.mlir

index 102b948..7a54a4e 100644 (file)
@@ -235,9 +235,9 @@ if (auto *dimOp = inst->dyn_cast<DimOp>()) {
 It is much better to eliminate them entirely, and just pass around `DimOp`
 directly. For example, instead of:
 
-```C++
+```c++
 LogicalResult mlir::getIndexSet(MutableArrayRef<OpPointer<AffineForOp>> forOps,
-                                FlatAffineConstraints *domain) {
+                                FlatAffineValueConstraints *domain) {
 
 ```
 
@@ -245,7 +245,7 @@ It is a lot nicer to just have:
 
 ```c++
 LogicalResult mlir::getIndexSet(MutableArrayRef<AffineForOp> forOps,
-                                FlatAffineConstraints *domain) {
+                                FlatAffineValueConstraints *domain) {
 ```
 
 Particularly since all of the `FooOp` classes are already semantically a smart
diff --git a/mlir/include/mlir/Analysis/FlatLinearValueConstraints.h b/mlir/include/mlir/Analysis/FlatLinearValueConstraints.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a6900ab
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,560 @@
+//===- FlatLinearValueConstraints.h - Linear Constraints --------*- C++ -*-===//
+//
+// Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
+// See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
+// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef MLIR_ANALYSIS_FLATLINEARVALUECONSTRAINTS_H
+#define MLIR_ANALYSIS_FLATLINEARVALUECONSTRAINTS_H
+
+#include "mlir/Analysis/Presburger/IntegerRelation.h"
+#include "mlir/Analysis/Presburger/Matrix.h"
+#include "mlir/IR/AffineExpr.h"
+#include "mlir/IR/OpDefinition.h"
+#include "mlir/Support/LogicalResult.h"
+#include <optional>
+
+namespace mlir {
+
+class AffineMap;
+class IntegerSet;
+class MLIRContext;
+class Value;
+class MemRefType;
+struct MutableAffineMap;
+
+namespace presburger {
+class MultiAffineFunction;
+} // namespace presburger
+
+/// FlatLinearConstraints is an extension of IntegerPolyhedron. It provides an
+/// AffineExpr-based API.
+class FlatLinearConstraints : public presburger::IntegerPolyhedron {
+public:
+  /// Constructs a constraint system reserving memory for the specified number
+  /// of constraints and variables. `valArgs` are the optional SSA values
+  /// associated with each dimension/symbol. These must either be empty or match
+  /// the number of dimensions and symbols.
+  FlatLinearConstraints(unsigned numReservedInequalities,
+                        unsigned numReservedEqualities,
+                        unsigned numReservedCols, unsigned numDims,
+                        unsigned numSymbols, unsigned numLocals)
+      : IntegerPolyhedron(numReservedInequalities, numReservedEqualities,
+                          numReservedCols,
+                          presburger::PresburgerSpace::getSetSpace(
+                              numDims, numSymbols, numLocals)) {
+    assert(numReservedCols >= getNumVars() + 1);
+  }
+
+  /// Constructs a constraint system with the specified number of dimensions
+  /// and symbols. `valArgs` are the optional SSA values associated with each
+  /// dimension/symbol. These must either be empty or match the number of
+  /// dimensions and symbols.
+  FlatLinearConstraints(unsigned numDims = 0, unsigned numSymbols = 0,
+                        unsigned numLocals = 0)
+      : FlatLinearConstraints(/*numReservedInequalities=*/0,
+                              /*numReservedEqualities=*/0,
+                              /*numReservedCols=*/numDims + numSymbols +
+                                  numLocals + 1,
+                              numDims, numSymbols, numLocals) {}
+
+  FlatLinearConstraints(const IntegerPolyhedron &fac)
+      : IntegerPolyhedron(fac) {}
+
+  /// Return the kind of this object.
+  Kind getKind() const override { return Kind::FlatLinearConstraints; }
+
+  static bool classof(const IntegerRelation *cst) {
+    return cst->getKind() >= Kind::FlatLinearConstraints &&
+           cst->getKind() <= Kind::FlatAffineRelation;
+  }
+
+  /// Clones this object.
+  std::unique_ptr<FlatLinearConstraints> clone() const;
+
+  /// Adds a bound for the variable at the specified position with constraints
+  /// being drawn from the specified bound map. In case of an EQ bound, the
+  /// bound map is expected to have exactly one result. In case of a LB/UB, the
+  /// bound map may have more than one result, for each of which an inequality
+  /// is added.
+  ///
+  /// The bound can be added as open or closed by specifying isClosedBound. In
+  /// case of a LB/UB, isClosedBound = false means the bound is added internally
+  /// as a closed bound by +1/-1 respectively. In case of an EQ bound, it can
+  /// only be added as a closed bound.
+  ///
+  /// Note: The dimensions/symbols of this FlatLinearConstraints must match the
+  /// dimensions/symbols of the affine map.
+  LogicalResult addBound(BoundType type, unsigned pos, AffineMap boundMap,
+                         bool isClosedBound);
+
+  /// Adds a bound for the variable at the specified position with constraints
+  /// being drawn from the specified bound map. In case of an EQ bound, the
+  /// bound map is expected to have exactly one result. In case of a LB/UB, the
+  /// bound map may have more than one result, for each of which an inequality
+  /// is added.
+  /// Note: The dimensions/symbols of this FlatLinearConstraints must match the
+  /// dimensions/symbols of the affine map. By default the lower bound is closed
+  /// and the upper bound is open.
+  LogicalResult addBound(BoundType type, unsigned pos, AffineMap boundMap);
+
+  /// The `addBound` overload above hides the inherited overloads by default, so
+  /// we explicitly introduce them here.
+  using IntegerPolyhedron::addBound;
+
+  /// Returns the constraint system as an integer set. Returns a null integer
+  /// set if the system has no constraints, or if an integer set couldn't be
+  /// constructed as a result of a local variable's explicit representation not
+  /// being known and such a local variable appearing in any of the constraints.
+  IntegerSet getAsIntegerSet(MLIRContext *context) const;
+
+  /// Computes the lower and upper bounds of the first `num` dimensional
+  /// variables (starting at `offset`) as an affine map of the remaining
+  /// variables (dimensional and symbolic). This method is able to detect
+  /// variables as floordiv's and mod's of affine expressions of other
+  /// variables with respect to (positive) constants. Sets bound map to a
+  /// null AffineMap if such a bound can't be found (or yet unimplemented).
+  ///
+  /// By default the returned lower bounds are closed and upper bounds are open.
+  /// If `closedUb` is true, the upper bound is closed.
+  void getSliceBounds(unsigned offset, unsigned num, MLIRContext *context,
+                      SmallVectorImpl<AffineMap> *lbMaps,
+                      SmallVectorImpl<AffineMap> *ubMaps,
+                      bool closedUB = false);
+
+  /// Composes an affine map whose dimensions and symbols match one to one with
+  /// the dimensions and symbols of this FlatLinearConstraints. The results of
+  /// the map `other` are added as the leading dimensions of this constraint
+  /// system. Returns failure if `other` is a semi-affine map.
+  LogicalResult composeMatchingMap(AffineMap other);
+
+  /// Gets the lower and upper bound of the `offset` + `pos`th variable
+  /// treating [0, offset) U [offset + num, symStartPos) as dimensions and
+  /// [symStartPos, getNumDimAndSymbolVars) as symbols, and `pos` lies in
+  /// [0, num). The multi-dimensional maps in the returned pair represent the
+  /// max and min of potentially multiple affine expressions. `localExprs` holds
+  /// pre-computed AffineExpr's for all local variables in the system.
+  ///
+  /// By default the returned lower bounds are closed and upper bounds are open.
+  /// If `closedUb` is true, the upper bound is closed.
+  std::pair<AffineMap, AffineMap>
+  getLowerAndUpperBound(unsigned pos, unsigned offset, unsigned num,
+                        unsigned symStartPos, ArrayRef<AffineExpr> localExprs,
+                        MLIRContext *context, bool closedUB = false) const;
+
+  /// Insert variables of the specified kind at position `pos`. Positions are
+  /// relative to the kind of variable. The coefficient columns corresponding
+  /// to the added variables are initialized to zero. `vals` are the Values
+  /// corresponding to the variables. Values should not be used with
+  /// VarKind::Local since values can only be attached to non-local variables.
+  /// Return the absolute column position (i.e., not relative to the kind of
+  /// variable) of the first added variable.
+  ///
+  /// Note: Empty Values are allowed in `vals`.
+  unsigned insertDimVar(unsigned pos, unsigned num = 1) {
+    return insertVar(VarKind::SetDim, pos, num);
+  }
+  unsigned insertSymbolVar(unsigned pos, unsigned num = 1) {
+    return insertVar(VarKind::Symbol, pos, num);
+  }
+  unsigned insertLocalVar(unsigned pos, unsigned num = 1) {
+    return insertVar(VarKind::Local, pos, num);
+  }
+
+  /// Append variables of the specified kind after the last variable of that
+  /// kind. The coefficient columns corresponding to the added variables are
+  /// initialized to zero. `vals` are the Values corresponding to the
+  /// variables. Return the absolute column position (i.e., not relative to the
+  /// kind of variable) of the first appended variable.
+  ///
+  /// Note: Empty Values are allowed in `vals`.
+  unsigned appendDimVar(unsigned num = 1) {
+    return appendVar(VarKind::SetDim, num);
+  }
+  unsigned appendSymbolVar(unsigned num = 1) {
+    return appendVar(VarKind::Symbol, num);
+  }
+  unsigned appendLocalVar(unsigned num = 1) {
+    return appendVar(VarKind::Local, num);
+  }
+
+protected:
+  using VarKind = presburger::VarKind;
+
+  /// Compute an explicit representation for local vars. For all systems coming
+  /// from MLIR integer sets, maps, or expressions where local vars were
+  /// introduced to model floordivs and mods, this always succeeds.
+  LogicalResult computeLocalVars(SmallVectorImpl<AffineExpr> &memo,
+                                 MLIRContext *context) const;
+
+  /// Given an affine map that is aligned with this constraint system:
+  /// * Flatten the map.
+  /// * Add newly introduced local columns at the beginning of this constraint
+  ///   system (local column pos 0).
+  /// * Add equalities that define the new local columns to this constraint
+  ///   system.
+  /// * Return the flattened expressions via `flattenedExprs`.
+  ///
+  /// Note: This is a shared helper function of `addLowerOrUpperBound` and
+  ///       `composeMatchingMap`.
+  LogicalResult flattenAlignedMapAndMergeLocals(
+      AffineMap map, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs);
+
+  /// Prints the number of constraints, dimensions, symbols and locals in the
+  /// FlatLinearConstraints. Also, prints for each variable whether there is
+  /// an SSA Value attached to it.
+  void printSpace(raw_ostream &os) const override;
+};
+
+/// FlatLinearValueConstraints represents an extension of FlatLinearConstraints
+/// where each non-local variable can have an SSA Value attached to it.
+class FlatLinearValueConstraints : public FlatLinearConstraints {
+public:
+  /// Constructs a constraint system reserving memory for the specified number
+  /// of constraints and variables. `valArgs` are the optional SSA values
+  /// associated with each dimension/symbol. These must either be empty or match
+  /// the number of dimensions and symbols.
+  FlatLinearValueConstraints(unsigned numReservedInequalities,
+                             unsigned numReservedEqualities,
+                             unsigned numReservedCols, unsigned numDims,
+                             unsigned numSymbols, unsigned numLocals,
+                             ArrayRef<std::optional<Value>> valArgs)
+      : FlatLinearConstraints(numReservedInequalities, numReservedEqualities,
+                              numReservedCols, numDims, numSymbols, numLocals) {
+    assert(valArgs.empty() || valArgs.size() == getNumDimAndSymbolVars());
+    values.reserve(numReservedCols);
+    if (valArgs.empty())
+      values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
+    else
+      values.append(valArgs.begin(), valArgs.end());
+  }
+
+  /// Constructs a constraint system reserving memory for the specified number
+  /// of constraints and variables. `valArgs` are the optional SSA values
+  /// associated with each dimension/symbol. These must either be empty or match
+  /// the number of dimensions and symbols.
+  FlatLinearValueConstraints(unsigned numReservedInequalities,
+                             unsigned numReservedEqualities,
+                             unsigned numReservedCols, unsigned numDims,
+                             unsigned numSymbols, unsigned numLocals,
+                             ArrayRef<Value> valArgs)
+      : FlatLinearConstraints(numReservedInequalities, numReservedEqualities,
+                              numReservedCols, numDims, numSymbols, numLocals) {
+    assert(valArgs.empty() || valArgs.size() == getNumDimAndSymbolVars());
+    values.reserve(numReservedCols);
+    if (valArgs.empty())
+      values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
+    else
+      values.append(valArgs.begin(), valArgs.end());
+  }
+
+  /// Constructs a constraint system with the specified number of dimensions
+  /// and symbols. `valArgs` are the optional SSA values associated with each
+  /// dimension/symbol. These must either be empty or match the number of
+  /// dimensions and symbols.
+  FlatLinearValueConstraints(unsigned numDims, unsigned numSymbols,
+                             unsigned numLocals,
+                             ArrayRef<std::optional<Value>> valArgs)
+      : FlatLinearValueConstraints(/*numReservedInequalities=*/0,
+                                   /*numReservedEqualities=*/0,
+                                   /*numReservedCols=*/numDims + numSymbols +
+                                       numLocals + 1,
+                                   numDims, numSymbols, numLocals, valArgs) {}
+
+  /// Constructs a constraint system with the specified number of dimensions
+  /// and symbols. `valArgs` are the optional SSA values associated with each
+  /// dimension/symbol. These must either be empty or match the number of
+  /// dimensions and symbols.
+  FlatLinearValueConstraints(unsigned numDims = 0, unsigned numSymbols = 0,
+                             unsigned numLocals = 0,
+                             ArrayRef<Value> valArgs = {})
+      : FlatLinearValueConstraints(/*numReservedInequalities=*/0,
+                                   /*numReservedEqualities=*/0,
+                                   /*numReservedCols=*/numDims + numSymbols +
+                                       numLocals + 1,
+                                   numDims, numSymbols, numLocals, valArgs) {}
+
+  FlatLinearValueConstraints(const IntegerPolyhedron &fac,
+                             ArrayRef<std::optional<Value>> valArgs = {})
+      : FlatLinearConstraints(fac) {
+    assert(valArgs.empty() || valArgs.size() == getNumDimAndSymbolVars());
+    if (valArgs.empty())
+      values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
+    else
+      values.append(valArgs.begin(), valArgs.end());
+  }
+
+  /// Creates an affine constraint system from an IntegerSet.
+  explicit FlatLinearValueConstraints(IntegerSet set, ValueRange operands = {});
+
+  // Construct a hyperrectangular constraint set from ValueRanges that represent
+  // induction variables, lower and upper bounds. `ivs`, `lbs` and `ubs` are
+  // expected to match one to one. The order of variables and constraints is:
+  //
+  // ivs | lbs | ubs | eq/ineq
+  // ----+-----+-----+---------
+  //   1   -1     0      >= 0
+  // ----+-----+-----+---------
+  //  -1    0     1      >= 0
+  //
+  // All dimensions as set as VarKind::SetDim.
+  static FlatLinearValueConstraints
+  getHyperrectangular(ValueRange ivs, ValueRange lbs, ValueRange ubs);
+
+  /// Return the kind of this object.
+  Kind getKind() const override { return Kind::FlatLinearValueConstraints; }
+
+  static bool classof(const IntegerRelation *cst) {
+    return cst->getKind() >= Kind::FlatLinearValueConstraints &&
+           cst->getKind() <= Kind::FlatAffineRelation;
+  }
+
+  /// Replaces the contents of this FlatLinearValueConstraints with `other`.
+  void clearAndCopyFrom(const IntegerRelation &other) override;
+
+  /// Adds a constant bound for the variable associated with the given Value.
+  void addBound(BoundType type, Value val, int64_t value);
+  using FlatLinearConstraints::addBound;
+
+  /// Returns the Value associated with the pos^th variable. Asserts if
+  /// no Value variable was associated.
+  inline Value getValue(unsigned pos) const {
+    assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "Invalid position");
+    assert(hasValue(pos) && "variable's Value not set");
+    return *values[pos];
+  }
+
+  /// Returns the Values associated with variables in range [start, end).
+  /// Asserts if no Value was associated with one of these variables.
+  inline void getValues(unsigned start, unsigned end,
+                        SmallVectorImpl<Value> *values) const {
+    assert(end <= getNumDimAndSymbolVars() && "invalid end position");
+    assert(start <= end && "invalid start position");
+    values->clear();
+    values->reserve(end - start);
+    for (unsigned i = start; i < end; i++)
+      values->push_back(getValue(i));
+  }
+  inline void getAllValues(SmallVectorImpl<Value> *values) const {
+    getValues(0, getNumDimAndSymbolVars(), values);
+  }
+
+  inline ArrayRef<std::optional<Value>> getMaybeValues() const {
+    return {values.data(), values.size()};
+  }
+
+  inline ArrayRef<std::optional<Value>>
+  getMaybeValues(presburger::VarKind kind) const {
+    assert(kind != VarKind::Local &&
+           "Local variables do not have any value attached to them.");
+    return {values.data() + getVarKindOffset(kind), getNumVarKind(kind)};
+  }
+
+  /// Returns true if the pos^th variable has an associated Value.
+  inline bool hasValue(unsigned pos) const {
+    assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "Invalid position");
+    return values[pos].has_value();
+  }
+
+  /// Returns true if at least one variable has an associated Value.
+  bool hasValues() const;
+
+  unsigned appendDimVar(ValueRange vals);
+  using FlatLinearConstraints::appendDimVar;
+
+  unsigned appendSymbolVar(ValueRange vals);
+  using FlatLinearConstraints::appendSymbolVar;
+
+  unsigned insertDimVar(unsigned pos, ValueRange vals);
+  using FlatLinearConstraints::insertDimVar;
+
+  unsigned insertSymbolVar(unsigned pos, ValueRange vals);
+  using FlatLinearConstraints::insertSymbolVar;
+
+  unsigned insertVar(presburger::VarKind kind, unsigned pos,
+                     unsigned num = 1) override;
+  unsigned insertVar(presburger::VarKind kind, unsigned pos, ValueRange vals);
+
+  /// Removes variables in the column range [varStart, varLimit), and copies any
+  /// remaining valid data into place, updates member variables, and resizes
+  /// arrays as needed.
+  void removeVarRange(presburger::VarKind kind, unsigned varStart,
+                      unsigned varLimit) override;
+  using IntegerPolyhedron::removeVarRange;
+
+  /// Sets the Value associated with the pos^th variable.
+  inline void setValue(unsigned pos, Value val) {
+    assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "invalid var position");
+    values[pos] = val;
+  }
+
+  /// Sets the Values associated with the variables in the range [start, end).
+  /// The range must contain only dim and symbol variables.
+  void setValues(unsigned start, unsigned end, ArrayRef<Value> values) {
+    assert(end <= getNumVars() && "invalid end position");
+    assert(start <= end && "invalid start position");
+    assert(values.size() == end - start &&
+           "value should be provided for each variable in the range.");
+    for (unsigned i = start; i < end; ++i)
+      setValue(i, values[i - start]);
+  }
+
+  /// Looks up the position of the variable with the specified Value. Returns
+  /// true if found (false otherwise). `pos` is set to the (column) position of
+  /// the variable.
+  bool findVar(Value val, unsigned *pos) const;
+
+  /// Returns true if a variable with the specified Value exists, false
+  /// otherwise.
+  bool containsVar(Value val) const;
+
+  /// Projects out the variable that is associate with Value.
+  void projectOut(Value val);
+  using IntegerPolyhedron::projectOut;
+
+  /// Swap the posA^th variable with the posB^th variable.
+  void swapVar(unsigned posA, unsigned posB) override;
+
+  /// Prints the number of constraints, dimensions, symbols and locals in the
+  /// FlatAffineValueConstraints. Also, prints for each variable whether there
+  /// is an SSA Value attached to it.
+  void printSpace(raw_ostream &os) const override;
+
+  /// Align `map` with this constraint system based on `operands`. Each operand
+  /// must already have a corresponding dim/symbol in this constraint system.
+  AffineMap computeAlignedMap(AffineMap map, ValueRange operands) const;
+
+  /// Merge and align the variables of `this` and `other` starting at
+  /// `offset`, so that both constraint systems get the union of the contained
+  /// variables that is dimension-wise and symbol-wise unique; both
+  /// constraint systems are updated so that they have the union of all
+  /// variables, with `this`'s original variables appearing first followed
+  /// by any of `other`'s variables that didn't appear in `this`. Local
+  /// variables in `other` that have the same division representation as local
+  /// variables in `this` are merged into one.
+  //  E.g.: Input: `this`  has (%i, %j) [%M, %N]
+  //               `other` has (%k, %j) [%P, %N, %M]
+  //        Output: both `this`, `other` have (%i, %j, %k) [%M, %N, %P]
+  //
+  void mergeAndAlignVarsWithOther(unsigned offset,
+                                  FlatLinearValueConstraints *other);
+
+  /// Merge and align symbols of `this` and `other` such that both get union of
+  /// of symbols that are unique. Symbols in `this` and `other` should be
+  /// unique. Symbols with Value as `None` are considered to be inequal to all
+  /// other symbols.
+  void mergeSymbolVars(FlatLinearValueConstraints &other);
+
+  /// Returns true if this constraint system and `other` are in the same
+  /// space, i.e., if they are associated with the same set of variables,
+  /// appearing in the same order. Returns false otherwise.
+  bool areVarsAlignedWithOther(const FlatLinearConstraints &other);
+
+  /// Updates the constraints to be the smallest bounding (enclosing) box that
+  /// contains the points of `this` set and that of `other`, with the symbols
+  /// being treated specially. For each of the dimensions, the min of the lower
+  /// bounds (symbolic) and the max of the upper bounds (symbolic) is computed
+  /// to determine such a bounding box. `other` is expected to have the same
+  /// dimensional variables as this constraint system (in the same order).
+  ///
+  /// E.g.:
+  /// 1) this   = {0 <= d0 <= 127},
+  ///    other  = {16 <= d0 <= 192},
+  ///    output = {0 <= d0 <= 192}
+  /// 2) this   = {s0 + 5 <= d0 <= s0 + 20},
+  ///    other  = {s0 + 1 <= d0 <= s0 + 9},
+  ///    output = {s0 + 1 <= d0 <= s0 + 20}
+  /// 3) this   = {0 <= d0 <= 5, 1 <= d1 <= 9}
+  ///    other  = {2 <= d0 <= 6, 5 <= d1 <= 15},
+  ///    output = {0 <= d0 <= 6, 1 <= d1 <= 15}
+  LogicalResult unionBoundingBox(const FlatLinearValueConstraints &other);
+  using IntegerPolyhedron::unionBoundingBox;
+
+protected:
+  /// Eliminates the variable at the specified position using Fourier-Motzkin
+  /// variable elimination, but uses Gaussian elimination if there is an
+  /// equality involving that variable. If the result of the elimination is
+  /// integer exact, `*isResultIntegerExact` is set to true. If `darkShadow` is
+  /// set to true, a potential under approximation (subset) of the rational
+  /// shadow / exact integer shadow is computed.
+  // See implementation comments for more details.
+  void fourierMotzkinEliminate(unsigned pos, bool darkShadow = false,
+                               bool *isResultIntegerExact = nullptr) override;
+
+  /// Returns false if the fields corresponding to various variable counts, or
+  /// equality/inequality buffer sizes aren't consistent; true otherwise. This
+  /// is meant to be used within an assert internally.
+  bool hasConsistentState() const override;
+
+  /// Values corresponding to the (column) non-local variables of this
+  /// constraint system appearing in the order the variables correspond to
+  /// columns. Variables that aren't associated with any Value are set to
+  /// None.
+  SmallVector<std::optional<Value>, 8> values;
+};
+
+/// Flattens 'expr' into 'flattenedExpr', which contains the coefficients of the
+/// dimensions, symbols, and additional variables that represent floor divisions
+/// of dimensions, symbols, and in turn other floor divisions.  Returns failure
+/// if 'expr' could not be flattened (i.e., semi-affine is not yet handled).
+/// 'cst' contains constraints that connect newly introduced local variables
+/// to existing dimensional and symbolic variables. See documentation for
+/// AffineExprFlattener on how mod's and div's are flattened.
+LogicalResult getFlattenedAffineExpr(AffineExpr expr, unsigned numDims,
+                                     unsigned numSymbols,
+                                     SmallVectorImpl<int64_t> *flattenedExpr,
+                                     FlatLinearConstraints *cst = nullptr);
+
+/// Flattens the result expressions of the map to their corresponding flattened
+/// forms and set in 'flattenedExprs'. Returns failure if any expression in the
+/// map could not be flattened (i.e., semi-affine is not yet handled). 'cst'
+/// contains constraints that connect newly introduced local variables to
+/// existing dimensional and / symbolic variables. See documentation for
+/// AffineExprFlattener on how mod's and div's are flattened. For all affine
+/// expressions that share the same operands (like those of an affine map), this
+/// method should be used instead of repeatedly calling getFlattenedAffineExpr
+/// since local variables added to deal with div's and mod's will be reused
+/// across expressions.
+LogicalResult
+getFlattenedAffineExprs(AffineMap map,
+                        std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
+                        FlatLinearConstraints *cst = nullptr);
+LogicalResult
+getFlattenedAffineExprs(IntegerSet set,
+                        std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
+                        FlatLinearConstraints *cst = nullptr);
+
+LogicalResult
+getMultiAffineFunctionFromMap(AffineMap map,
+                              presburger::MultiAffineFunction &multiAff);
+
+/// Re-indexes the dimensions and symbols of an affine map with given `operands`
+/// values to align with `dims` and `syms` values.
+///
+/// Each dimension/symbol of the map, bound to an operand `o`, is replaced with
+/// dimension `i`, where `i` is the position of `o` within `dims`. If `o` is not
+/// in `dims`, replace it with symbol `i`, where `i` is the position of `o`
+/// within `syms`. If `o` is not in `syms` either, replace it with a new symbol.
+///
+/// Note: If a value appears multiple times as a dimension/symbol (or both), all
+/// corresponding dim/sym expressions are replaced with the first dimension
+/// bound to that value (or first symbol if no such dimension exists).
+///
+/// The resulting affine map has `dims.size()` many dimensions and at least
+/// `syms.size()` many symbols.
+///
+/// The SSA values of the symbols of the resulting map are optionally returned
+/// via `newSyms`. This is a concatenation of `syms` with the SSA values of the
+/// newly added symbols.
+///
+/// Note: As part of this re-indexing, dimensions may turn into symbols, or vice
+/// versa.
+AffineMap alignAffineMapWithValues(AffineMap map, ValueRange operands,
+                                   ValueRange dims, ValueRange syms,
+                                   SmallVector<Value> *newSyms = nullptr);
+
+} // namespace mlir
+
+#endif // MLIR_ANALYSIS_FLATLINEARVALUECONSTRAINTS_H
index 347be26..8b0c2a5 100644 (file)
@@ -54,10 +54,12 @@ class IntegerRelation {
 public:
   /// All derived classes of IntegerRelation.
   enum class Kind {
-    FlatAffineConstraints,
-    FlatAffineValueConstraints,
     IntegerRelation,
     IntegerPolyhedron,
+    FlatLinearConstraints,
+    FlatLinearValueConstraints,
+    FlatAffineValueConstraints,
+    FlatAffineRelation
   };
 
   /// Constructs a relation reserving memory for the specified number
@@ -848,7 +850,8 @@ public:
   Kind getKind() const override { return Kind::IntegerPolyhedron; }
 
   static bool classof(const IntegerRelation *cst) {
-    return cst->getKind() == Kind::IntegerPolyhedron;
+    return cst->getKind() >= Kind::IntegerPolyhedron &&
+           cst->getKind() <= Kind::FlatAffineRelation;
   }
 
   // Clones this object.
index 1b302f5..6249428 100644 (file)
@@ -13,6 +13,7 @@
 #ifndef MLIR_DIALECT_AFFINE_ANALYSIS_AFFINESTRUCTURES_H
 #define MLIR_DIALECT_AFFINE_ANALYSIS_AFFINESTRUCTURES_H
 
+#include "mlir/Analysis/FlatLinearValueConstraints.h"
 #include "mlir/Analysis/Presburger/IntegerRelation.h"
 #include "mlir/Analysis/Presburger/Matrix.h"
 #include "mlir/IR/AffineExpr.h"
@@ -38,117 +39,20 @@ namespace presburger {
 class MultiAffineFunction;
 } // namespace presburger
 
-/// FlatAffineValueConstraints represents an extension of IntegerPolyhedron
-/// where each non-local variable can have an SSA Value attached to it.
-class FlatAffineValueConstraints : public presburger::IntegerPolyhedron {
+/// FlatAffineValueConstraints is an extension of FlatLinearValueConstraints
+/// with helper functions for Affine dialect ops.
+class FlatAffineValueConstraints : public FlatLinearValueConstraints {
 public:
-  /// Constructs a constraint system reserving memory for the specified number
-  /// of constraints and variables. `valArgs` are the optional SSA values
-  /// associated with each dimension/symbol. These must either be empty or match
-  /// the number of dimensions and symbols.
-  FlatAffineValueConstraints(unsigned numReservedInequalities,
-                             unsigned numReservedEqualities,
-                             unsigned numReservedCols, unsigned numDims,
-                             unsigned numSymbols, unsigned numLocals,
-                             ArrayRef<std::optional<Value>> valArgs)
-      : IntegerPolyhedron(numReservedInequalities, numReservedEqualities,
-                          numReservedCols,
-                          presburger::PresburgerSpace::getSetSpace(
-                              numDims, numSymbols, numLocals)) {
-    assert(numReservedCols >= getNumVars() + 1);
-    assert(valArgs.empty() || valArgs.size() == getNumDimAndSymbolVars());
-    values.reserve(numReservedCols);
-    if (valArgs.empty())
-      values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
-    else
-      values.append(valArgs.begin(), valArgs.end());
-  }
-
-  /// Constructs a constraint system reserving memory for the specified number
-  /// of constraints and variables. `valArgs` are the optional SSA values
-  /// associated with each dimension/symbol. These must either be empty or match
-  /// the number of dimensions and symbols.
-  FlatAffineValueConstraints(unsigned numReservedInequalities,
-                             unsigned numReservedEqualities,
-                             unsigned numReservedCols, unsigned numDims,
-                             unsigned numSymbols, unsigned numLocals,
-                             ArrayRef<Value> valArgs = {})
-      : IntegerPolyhedron(numReservedInequalities, numReservedEqualities,
-                          numReservedCols,
-                          presburger::PresburgerSpace::getSetSpace(
-                              numDims, numSymbols, numLocals)) {
-    assert(numReservedCols >= getNumVars() + 1);
-    assert(valArgs.empty() || valArgs.size() == getNumDimAndSymbolVars());
-    values.reserve(numReservedCols);
-    if (valArgs.empty())
-      values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
-    else
-      values.append(valArgs.begin(), valArgs.end());
-  }
+  using FlatLinearValueConstraints::FlatLinearValueConstraints;
 
-  /// Constructs a constraint system with the specified number of dimensions
-  /// and symbols. `valArgs` are the optional SSA values associated with each
-  /// dimension/symbol. These must either be empty or match the number of
-  /// dimensions and symbols.
-  FlatAffineValueConstraints(unsigned numDims, unsigned numSymbols,
-                             unsigned numLocals,
-                             ArrayRef<std::optional<Value>> valArgs)
-      : FlatAffineValueConstraints(/*numReservedInequalities=*/0,
-                                   /*numReservedEqualities=*/0,
-                                   /*numReservedCols=*/numDims + numSymbols +
-                                       numLocals + 1,
-                                   numDims, numSymbols, numLocals, valArgs) {}
-
-  /// Constructs a constraint system with the specified number of dimensions
-  /// and symbols. `valArgs` are the optional SSA values associated with each
-  /// dimension/symbol. These must either be empty or match the number of
-  /// dimensions and symbols.
-  FlatAffineValueConstraints(unsigned numDims = 0, unsigned numSymbols = 0,
-                             unsigned numLocals = 0,
-                             ArrayRef<Value> valArgs = {})
-      : FlatAffineValueConstraints(/*numReservedInequalities=*/0,
-                                   /*numReservedEqualities=*/0,
-                                   /*numReservedCols=*/numDims + numSymbols +
-                                       numLocals + 1,
-                                   numDims, numSymbols, numLocals, valArgs) {}
-
-  FlatAffineValueConstraints(const IntegerPolyhedron &fac,
-                             ArrayRef<std::optional<Value>> valArgs = {})
-      : IntegerPolyhedron(fac) {
-    assert(valArgs.empty() || valArgs.size() == getNumDimAndSymbolVars());
-    if (valArgs.empty())
-      values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
-    else
-      values.append(valArgs.begin(), valArgs.end());
-  }
-
-  /// Creates an affine constraint system from an IntegerSet.
-  explicit FlatAffineValueConstraints(IntegerSet set, ValueRange operands = {});
-
-  // Construct a hyperrectangular constraint set from ValueRanges that represent
-  // induction variables, lower and upper bounds. `ivs`, `lbs` and `ubs` are
-  // expected to match one to one. The order of variables and constraints is:
-  //
-  // ivs | lbs | ubs | eq/ineq
-  // ----+-----+-----+---------
-  //   1   -1     0      >= 0
-  // ----+-----+-----+---------
-  //  -1    0     1      >= 0
-  //
-  // All dimensions as set as VarKind::SetDim.
-  static FlatAffineValueConstraints
-  getHyperrectangular(ValueRange ivs, ValueRange lbs, ValueRange ubs);
-
-  /// Return the kind of this FlatAffineConstraints.
+  /// Return the kind of this object.
   Kind getKind() const override { return Kind::FlatAffineValueConstraints; }
 
   static bool classof(const IntegerRelation *cst) {
-    return cst->getKind() == Kind::FlatAffineValueConstraints;
+    return cst->getKind() >= Kind::FlatAffineValueConstraints &&
+           cst->getKind() <= Kind::FlatAffineRelation;
   }
 
-  /// Clones this object.
-  std::unique_ptr<FlatAffineValueConstraints> clone() const;
-
   /// Adds constraints (lower and upper bounds) for the specified 'affine.for'
   /// operation's Value using IR information stored in its bound maps. The
   /// right variable is first looked up using `forOp`'s Value. Asserts if the
@@ -192,94 +96,21 @@ public:
   void addAffineIfOpDomain(AffineIfOp ifOp);
 
   /// Adds a bound for the variable at the specified position with constraints
-  /// being drawn from the specified bound map. In case of an EQ bound, the
-  /// bound map is expected to have exactly one result. In case of a LB/UB, the
-  /// bound map may have more than one result, for each of which an inequality
-  /// is added.
-  ///
-  /// The bound can be added as open or closed by specifying isClosedBound. In
-  /// case of a LB/UB, isClosedBound = false means the bound is added internally
-  /// as a closed bound by +1/-1 respectively. In case of an EQ bound, it can
-  /// only be added as a closed bound.
-  ///
-  /// Note: The dimensions/symbols of this FlatAffineConstraints must match the
-  /// dimensions/symbols of the affine map.
-  LogicalResult addBound(BoundType type, unsigned pos, AffineMap boundMap,
-                         bool isClosedBound);
-
-  /// Adds a bound for the variable at the specified position with constraints
-  /// being drawn from the specified bound map. In case of an EQ bound, the
-  /// bound map is expected to have exactly one result. In case of a LB/UB, the
-  /// bound map may have more than one result, for each of which an inequality
-  /// is added.
-  /// Note: The dimensions/symbols of this FlatAffineConstraints must match the
-  /// dimensions/symbols of the affine map. By default the lower bound is closed
-  /// and the upper bound is open.
-  LogicalResult addBound(BoundType type, unsigned pos, AffineMap boundMap);
-
-  /// Adds a bound for the variable at the specified position with constraints
   /// being drawn from the specified bound map and operands. In case of an
   /// EQ bound, the  bound map is expected to have exactly one result. In case
   /// of a LB/UB, the bound map may have more than one result, for each of which
   /// an inequality is added.
   LogicalResult addBound(BoundType type, unsigned pos, AffineMap boundMap,
                          ValueRange operands);
+  using FlatLinearValueConstraints::addBound;
 
-  /// Adds a constant bound for the variable associated with the given Value.
-  void addBound(BoundType type, Value val, int64_t value);
-
-  /// The `addBound` overload above hides the inherited overloads by default, so
-  /// we explicitly introduce them here.
-  using IntegerPolyhedron::addBound;
-
-  /// Returns the constraint system as an integer set. Returns a null integer
-  /// set if the system has no constraints, or if an integer set couldn't be
-  /// constructed as a result of a local variable's explicit representation not
-  /// being known and such a local variable appearing in any of the constraints.
-  IntegerSet getAsIntegerSet(MLIRContext *context) const;
-
-  /// Computes the lower and upper bounds of the first `num` dimensional
-  /// variables (starting at `offset`) as an affine map of the remaining
-  /// variables (dimensional and symbolic). This method is able to detect
-  /// variables as floordiv's and mod's of affine expressions of other
-  /// variables with respect to (positive) constants. Sets bound map to a
-  /// null AffineMap if such a bound can't be found (or yet unimplemented).
-  ///
-  /// By default the returned lower bounds are closed and upper bounds are open.
-  /// If `closedUb` is true, the upper bound is closed.
-  void getSliceBounds(unsigned offset, unsigned num, MLIRContext *context,
-                      SmallVectorImpl<AffineMap> *lbMaps,
-                      SmallVectorImpl<AffineMap> *ubMaps,
-                      bool closedUB = false);
-
-  /// Composes an affine map whose dimensions and symbols match one to one with
-  /// the dimensions and symbols of this FlatAffineConstraints. The results of
-  /// the map `other` are added as the leading dimensions of this constraint
-  /// system. Returns failure if `other` is a semi-affine map.
-  LogicalResult composeMatchingMap(AffineMap other);
-
-  /// Gets the lower and upper bound of the `offset` + `pos`th variable
-  /// treating [0, offset) U [offset + num, symStartPos) as dimensions and
-  /// [symStartPos, getNumDimAndSymbolVars) as symbols, and `pos` lies in
-  /// [0, num). The multi-dimensional maps in the returned pair represent the
-  /// max and min of potentially multiple affine expressions. `localExprs` holds
-  /// pre-computed AffineExpr's for all local variables in the system.
-  ///
-  /// By default the returned lower bounds are closed and upper bounds are open.
-  /// If `closedUb` is true, the upper bound is closed.
-  std::pair<AffineMap, AffineMap>
-  getLowerAndUpperBound(unsigned pos, unsigned offset, unsigned num,
-                        unsigned symStartPos, ArrayRef<AffineExpr> localExprs,
-                        MLIRContext *context, bool closedUB = false) const;
-
-  /// Returns the bound for the variable at `pos` from the inequality at
-  /// `ineqPos` as a 1-d affine value map (affine map + operands). The returned
-  /// affine value map can either be a lower bound or an upper bound depending
-  /// on the sign of atIneq(ineqPos, pos). Asserts if the row at `ineqPos` does
-  /// not involve the `pos`th variable.
-  void getIneqAsAffineValueMap(unsigned pos, unsigned ineqPos,
-                               AffineValueMap &vmap,
-                               MLIRContext *context) const;
+  /// Add the specified values as a dim or symbol var depending on its nature,
+  /// if it already doesn't exist in the system. `val` has to be either a
+  /// terminal symbol or a loop IV, i.e., it cannot be the result affine.apply
+  /// of any symbols or loop IVs. The variable is added to the end of the
+  /// existing dims or symbols. Additional information on the variable is
+  /// extracted from the IR and added to the constraint system.
+  void addInductionVarOrTerminalSymbol(Value val);
 
   /// Adds slice lower bounds represented by lower bounds in `lbMaps` and upper
   /// bounds in `ubMaps` to each variable in the constraint system which has
@@ -292,79 +123,17 @@ public:
                                ArrayRef<AffineMap> ubMaps,
                                ArrayRef<Value> operands);
 
-  /// Looks up the position of the variable with the specified Value. Returns
-  /// true if found (false otherwise). `pos` is set to the (column) position of
-  /// the variable.
-  bool findVar(Value val, unsigned *pos) const;
-
-  /// Returns true if an variable with the specified Value exists, false
-  /// otherwise.
-  bool containsVar(Value val) const;
-
-  /// Swap the posA^th variable with the posB^th variable.
-  void swapVar(unsigned posA, unsigned posB) override;
-
-  /// Insert variables of the specified kind at position `pos`. Positions are
-  /// relative to the kind of variable. The coefficient columns corresponding
-  /// to the added variables are initialized to zero. `vals` are the Values
-  /// corresponding to the variables. Values should not be used with
-  /// VarKind::Local since values can only be attached to non-local variables.
-  /// Return the absolute column position (i.e., not relative to the kind of
-  /// variable) of the first added variable.
-  ///
-  /// Note: Empty Values are allowed in `vals`.
-  unsigned insertDimVar(unsigned pos, unsigned num = 1) {
-    return insertVar(VarKind::SetDim, pos, num);
-  }
-  unsigned insertSymbolVar(unsigned pos, unsigned num = 1) {
-    return insertVar(VarKind::Symbol, pos, num);
-  }
-  unsigned insertLocalVar(unsigned pos, unsigned num = 1) {
-    return insertVar(VarKind::Local, pos, num);
-  }
-  unsigned insertDimVar(unsigned pos, ValueRange vals);
-  unsigned insertSymbolVar(unsigned pos, ValueRange vals);
-  unsigned insertVar(presburger::VarKind kind, unsigned pos,
-                     unsigned num = 1) override;
-  unsigned insertVar(presburger::VarKind kind, unsigned pos, ValueRange vals);
-
-  /// Append variables of the specified kind after the last variable of that
-  /// kind. The coefficient columns corresponding to the added variables are
-  /// initialized to zero. `vals` are the Values corresponding to the
-  /// variables. Return the absolute column position (i.e., not relative to the
-  /// kind of variable) of the first appended variable.
-  ///
-  /// Note: Empty Values are allowed in `vals`.
-  unsigned appendDimVar(ValueRange vals);
-  unsigned appendSymbolVar(ValueRange vals);
-  unsigned appendDimVar(unsigned num = 1) {
-    return appendVar(VarKind::SetDim, num);
-  }
-  unsigned appendSymbolVar(unsigned num = 1) {
-    return appendVar(VarKind::Symbol, num);
-  }
-  unsigned appendLocalVar(unsigned num = 1) {
-    return appendVar(VarKind::Local, num);
-  }
-
-  /// Removes variables in the column range [varStart, varLimit), and copies any
-  /// remaining valid data into place, updates member variables, and resizes
-  /// arrays as needed.
-  void removeVarRange(presburger::VarKind kind, unsigned varStart,
-                      unsigned varLimit) override;
-  using IntegerPolyhedron::removeVarRange;
-
-  /// Add the specified values as a dim or symbol var depending on its nature,
-  /// if it already doesn't exist in the system. `val` has to be either a
-  /// terminal symbol or a loop IV, i.e., it cannot be the result affine.apply
-  /// of any symbols or loop IVs. The variable is added to the end of the
-  /// existing dims or symbols. Additional information on the variable is
-  /// extracted from the IR and added to the constraint system.
-  void addInductionVarOrTerminalSymbol(Value val);
+  /// Changes all symbol variables which are loop IVs to dim variables.
+  void convertLoopIVSymbolsToDims();
 
-  /// Align `map` with this constraint system based on `operands`. Each operand
-  /// must already have a corresponding dim/symbol in this constraint system.
-  AffineMap computeAlignedMap(AffineMap map, ValueRange operands) const;
+  /// Returns the bound for the variable at `pos` from the inequality at
+  /// `ineqPos` as a 1-d affine value map (affine map + operands). The returned
+  /// affine value map can either be a lower bound or an upper bound depending
+  /// on the sign of atIneq(ineqPos, pos). Asserts if the row at `ineqPos` does
+  /// not involve the `pos`th variable.
+  void getIneqAsAffineValueMap(unsigned pos, unsigned ineqPos,
+                               AffineValueMap &vmap,
+                               MLIRContext *context) const;
 
   /// Composes the affine value map with this FlatAffineValueConstrains, adding
   /// the results of the map as dimensions at the front
@@ -373,168 +142,10 @@ public:
   ///
   /// Returns failure if the composition fails (when vMap is a semi-affine map).
   /// The vMap's operand Value's are used to look up the right positions in
-  /// the FlatAffineConstraints with which to associate. Every operand of vMap
-  /// should have a matching dim/symbol column in this constraint system (with
-  /// the same associated Value).
+  /// the FlatAffineValueConstraints with which to associate. Every operand of
+  /// vMap should have a matching dim/symbol column in this constraint system
+  /// (with the same associated Value).
   LogicalResult composeMap(const AffineValueMap *vMap);
-
-  /// Projects out the variable that is associate with Value.
-  void projectOut(Value val);
-  using IntegerPolyhedron::projectOut;
-
-  /// Changes all symbol variables which are loop IVs to dim variables.
-  void convertLoopIVSymbolsToDims();
-
-  /// Updates the constraints to be the smallest bounding (enclosing) box that
-  /// contains the points of `this` set and that of `other`, with the symbols
-  /// being treated specially. For each of the dimensions, the min of the lower
-  /// bounds (symbolic) and the max of the upper bounds (symbolic) is computed
-  /// to determine such a bounding box. `other` is expected to have the same
-  /// dimensional variables as this constraint system (in the same order).
-  ///
-  /// E.g.:
-  /// 1) this   = {0 <= d0 <= 127},
-  ///    other  = {16 <= d0 <= 192},
-  ///    output = {0 <= d0 <= 192}
-  /// 2) this   = {s0 + 5 <= d0 <= s0 + 20},
-  ///    other  = {s0 + 1 <= d0 <= s0 + 9},
-  ///    output = {s0 + 1 <= d0 <= s0 + 20}
-  /// 3) this   = {0 <= d0 <= 5, 1 <= d1 <= 9}
-  ///    other  = {2 <= d0 <= 6, 5 <= d1 <= 15},
-  ///    output = {0 <= d0 <= 6, 1 <= d1 <= 15}
-  LogicalResult unionBoundingBox(const FlatAffineValueConstraints &other);
-  using IntegerPolyhedron::unionBoundingBox;
-
-  /// Merge and align the variables of `this` and `other` starting at
-  /// `offset`, so that both constraint systems get the union of the contained
-  /// variables that is dimension-wise and symbol-wise unique; both
-  /// constraint systems are updated so that they have the union of all
-  /// variables, with `this`'s original variables appearing first followed
-  /// by any of `other`'s variables that didn't appear in `this`. Local
-  /// variables in `other` that have the same division representation as local
-  /// variables in `this` are merged into one.
-  //  E.g.: Input: `this`  has (%i, %j) [%M, %N]
-  //               `other` has (%k, %j) [%P, %N, %M]
-  //        Output: both `this`, `other` have (%i, %j, %k) [%M, %N, %P]
-  //
-  void mergeAndAlignVarsWithOther(unsigned offset,
-                                  FlatAffineValueConstraints *other);
-
-  /// Returns true if this constraint system and `other` are in the same
-  /// space, i.e., if they are associated with the same set of variables,
-  /// appearing in the same order. Returns false otherwise.
-  bool areVarsAlignedWithOther(const FlatAffineValueConstraints &other);
-
-  /// Replaces the contents of this FlatAffineValueConstraints with `other`.
-  void clearAndCopyFrom(const IntegerRelation &other) override;
-
-  /// Returns the Value associated with the pos^th variable. Asserts if
-  /// no Value variable was associated.
-  inline Value getValue(unsigned pos) const {
-    assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "Invalid position");
-    assert(hasValue(pos) && "variable's Value not set");
-    return *values[pos];
-  }
-
-  /// Returns true if the pos^th variable has an associated Value.
-  inline bool hasValue(unsigned pos) const {
-    assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "Invalid position");
-    return values[pos].has_value();
-  }
-
-  /// Returns true if at least one variable has an associated Value.
-  bool hasValues() const;
-
-  /// Returns the Values associated with variables in range [start, end).
-  /// Asserts if no Value was associated with one of these variables.
-  inline void getValues(unsigned start, unsigned end,
-                        SmallVectorImpl<Value> *values) const {
-    assert(end <= getNumDimAndSymbolVars() && "invalid end position");
-    assert(start <= end && "invalid start position");
-    values->clear();
-    values->reserve(end - start);
-    for (unsigned i = start; i < end; i++)
-      values->push_back(getValue(i));
-  }
-  inline void getAllValues(SmallVectorImpl<Value> *values) const {
-    getValues(0, getNumDimAndSymbolVars(), values);
-  }
-
-  inline ArrayRef<std::optional<Value>> getMaybeValues() const {
-    return {values.data(), values.size()};
-  }
-
-  inline ArrayRef<std::optional<Value>>
-  getMaybeValues(presburger::VarKind kind) const {
-    assert(kind != VarKind::Local &&
-           "Local variables do not have any value attached to them.");
-    return {values.data() + getVarKindOffset(kind), getNumVarKind(kind)};
-  }
-
-  /// Sets the Value associated with the pos^th variable.
-  inline void setValue(unsigned pos, Value val) {
-    assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "invalid var position");
-    values[pos] = val;
-  }
-
-  /// Sets the Values associated with the variables in the range [start, end).
-  /// The range must contain only dim and symbol variables.
-  void setValues(unsigned start, unsigned end, ArrayRef<Value> values) {
-    assert(end <= getNumVars() && "invalid end position");
-    assert(start <= end && "invalid start position");
-    assert(values.size() == end - start &&
-           "value should be provided for each variable in the range.");
-    for (unsigned i = start; i < end; ++i)
-      setValue(i, values[i - start]);
-  }
-
-  /// Merge and align symbols of `this` and `other` such that both get union of
-  /// of symbols that are unique. Symbols in `this` and `other` should be
-  /// unique. Symbols with Value as `None` are considered to be inequal to all
-  /// other symbols.
-  void mergeSymbolVars(FlatAffineValueConstraints &other);
-
-protected:
-  using VarKind = presburger::VarKind;
-
-  /// Returns false if the fields corresponding to various variable counts, or
-  /// equality/inequality buffer sizes aren't consistent; true otherwise. This
-  /// is meant to be used within an assert internally.
-  bool hasConsistentState() const override;
-
-  /// Given an affine map that is aligned with this constraint system:
-  /// * Flatten the map.
-  /// * Add newly introduced local columns at the beginning of this constraint
-  ///   system (local column pos 0).
-  /// * Add equalities that define the new local columns to this constraint
-  ///   system.
-  /// * Return the flattened expressions via `flattenedExprs`.
-  ///
-  /// Note: This is a shared helper function of `addLowerOrUpperBound` and
-  ///       `composeMatchingMap`.
-  LogicalResult flattenAlignedMapAndMergeLocals(
-      AffineMap map, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs);
-
-  /// Eliminates the variable at the specified position using Fourier-Motzkin
-  /// variable elimination, but uses Gaussian elimination if there is an
-  /// equality involving that variable. If the result of the elimination is
-  /// integer exact, `*isResultIntegerExact` is set to true. If `darkShadow` is
-  /// set to true, a potential under approximation (subset) of the rational
-  /// shadow / exact integer shadow is computed.
-  // See implementation comments for more details.
-  void fourierMotzkinEliminate(unsigned pos, bool darkShadow = false,
-                               bool *isResultIntegerExact = nullptr) override;
-
-  /// Prints the number of constraints, dimensions, symbols and locals in the
-  /// FlatAffineConstraints. Also, prints for each variable whether there is
-  /// an SSA Value attached to it.
-  void printSpace(raw_ostream &os) const override;
-
-  /// Values corresponding to the (column) non-local variables of this
-  /// constraint system appearing in the order the variables correspond to
-  /// columns. Variables that aren't associated with any Value are set to
-  /// None.
-  SmallVector<std::optional<Value>, 8> values;
 };
 
 /// A FlatAffineRelation represents a set of ordered pairs (domain -> range)
@@ -570,6 +181,13 @@ public:
       : FlatAffineValueConstraints(fac), numDomainDims(numDomainDims),
         numRangeDims(numRangeDims) {}
 
+  /// Return the kind of this object.
+  Kind getKind() const override { return Kind::FlatAffineRelation; }
+
+  static bool classof(const IntegerRelation *cst) {
+    return cst->getKind() == Kind::FlatAffineRelation;
+  }
+
   /// Returns a set corresponding to the domain/range of the affine relation.
   FlatAffineValueConstraints getDomainSet() const;
   FlatAffineValueConstraints getRangeSet() const;
@@ -616,66 +234,6 @@ protected:
   unsigned numRangeDims;
 };
 
-/// Flattens 'expr' into 'flattenedExpr', which contains the coefficients of the
-/// dimensions, symbols, and additional variables that represent floor divisions
-/// of dimensions, symbols, and in turn other floor divisions.  Returns failure
-/// if 'expr' could not be flattened (i.e., semi-affine is not yet handled).
-/// 'cst' contains constraints that connect newly introduced local variables
-/// to existing dimensional and symbolic variables. See documentation for
-/// AffineExprFlattener on how mod's and div's are flattened.
-LogicalResult getFlattenedAffineExpr(AffineExpr expr, unsigned numDims,
-                                     unsigned numSymbols,
-                                     SmallVectorImpl<int64_t> *flattenedExpr,
-                                     FlatAffineValueConstraints *cst = nullptr);
-
-/// Flattens the result expressions of the map to their corresponding flattened
-/// forms and set in 'flattenedExprs'. Returns failure if any expression in the
-/// map could not be flattened (i.e., semi-affine is not yet handled). 'cst'
-/// contains constraints that connect newly introduced local variables to
-/// existing dimensional and / symbolic variables. See documentation for
-/// AffineExprFlattener on how mod's and div's are flattened. For all affine
-/// expressions that share the same operands (like those of an affine map), this
-/// method should be used instead of repeatedly calling getFlattenedAffineExpr
-/// since local variables added to deal with div's and mod's will be reused
-/// across expressions.
-LogicalResult
-getFlattenedAffineExprs(AffineMap map,
-                        std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
-                        FlatAffineValueConstraints *cst = nullptr);
-LogicalResult
-getFlattenedAffineExprs(IntegerSet set,
-                        std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
-                        FlatAffineValueConstraints *cst = nullptr);
-
-LogicalResult
-getMultiAffineFunctionFromMap(AffineMap map,
-                              presburger::MultiAffineFunction &multiAff);
-
-/// Re-indexes the dimensions and symbols of an affine map with given `operands`
-/// values to align with `dims` and `syms` values.
-///
-/// Each dimension/symbol of the map, bound to an operand `o`, is replaced with
-/// dimension `i`, where `i` is the position of `o` within `dims`. If `o` is not
-/// in `dims`, replace it with symbol `i`, where `i` is the position of `o`
-/// within `syms`. If `o` is not in `syms` either, replace it with a new symbol.
-///
-/// Note: If a value appears multiple times as a dimension/symbol (or both), all
-/// corresponding dim/sym expressions are replaced with the first dimension
-/// bound to that value (or first symbol if no such dimension exists).
-///
-/// The resulting affine map has `dims.size()` many dimensions and at least
-/// `syms.size()` many symbols.
-///
-/// The SSA values of the symbols of the resulting map are optionally returned
-/// via `newSyms`. This is a concatenation of `syms` with the SSA values of the
-/// newly added symbols.
-///
-/// Note: As part of this re-indexing, dimensions may turn into symbols, or vice
-/// versa.
-AffineMap alignAffineMapWithValues(AffineMap map, ValueRange operands,
-                                   ValueRange dims, ValueRange syms,
-                                   SmallVector<Value> *newSyms = nullptr);
-
 /// Builds a relation from the given AffineMap/AffineValueMap `map`, containing
 /// all pairs of the form `operands -> result` that satisfy `map`. `rel` is set
 /// to the relation built. For example, give the AffineMap:
@@ -696,6 +254,6 @@ LogicalResult getRelationFromMap(AffineMap &map, FlatAffineRelation &rel);
 LogicalResult getRelationFromMap(const AffineValueMap &map,
                                  FlatAffineRelation &rel);
 
-} // namespace mlir.
+} // namespace mlir
 
 #endif // MLIR_DIALECT_AFFINE_ANALYSIS_AFFINESTRUCTURES_H
index 30ee1b6..f621661 100644 (file)
@@ -324,7 +324,7 @@ private:
   // A floordiv is thus flattened by introducing a new local variable q, and
   // replacing that expression with 'q' while adding the constraints
   // c * q <= expr <= c * q + c - 1 to localVarCst (done by
-  // FlatAffineConstraints::addLocalFloorDiv).
+  // IntegerRelation::addLocalFloorDiv).
   //
   // A ceildiv is similarly flattened:
   // t = expr ceildiv c   <=> t =  (expr + c - 1) floordiv c
index b8affca..f814776 100644 (file)
@@ -17,7 +17,7 @@
 
 // This class is not meant for affine analysis and operations like set
 // operations, emptiness checks, or other math operations for analysis and
-// transformation. For the latter, use FlatAffineConstraints.
+// transformation. For the latter, use FlatAffineValueConstraints.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
index 25263db..b68e03c 100644 (file)
@@ -2,6 +2,7 @@ set(LLVM_OPTIONAL_SOURCES
   AliasAnalysis.cpp
   CallGraph.cpp
   DataLayoutAnalysis.cpp
+  FlatLinearValueConstraints.cpp
   Liveness.cpp
   SliceAnalysis.cpp
 
@@ -14,11 +15,14 @@ set(LLVM_OPTIONAL_SOURCES
   DataFlow/SparseAnalysis.cpp
   )
 
+add_subdirectory(Presburger)
+
 add_mlir_library(MLIRAnalysis
   AliasAnalysis.cpp
   CallGraph.cpp
   DataFlowFramework.cpp
   DataLayoutAnalysis.cpp
+  FlatLinearValueConstraints.cpp
   Liveness.cpp
   SliceAnalysis.cpp
 
@@ -43,8 +47,8 @@ add_mlir_library(MLIRAnalysis
   MLIRInferIntRangeInterface
   MLIRInferTypeOpInterface
   MLIRLoopLikeInterface
+  MLIRPresburger
   MLIRSideEffectInterfaces
   MLIRViewLikeInterface
   )
 
-add_subdirectory(Presburger)
diff --git a/mlir/lib/Analysis/FlatLinearValueConstraints.cpp b/mlir/lib/Analysis/FlatLinearValueConstraints.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b89b2d1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1344 @@
+//===- FlatLinearValueConstraints.cpp - Linear Constraint -----------------===//
+//
+// Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
+// See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
+// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#include "mlir/Analysis//FlatLinearValueConstraints.h"
+
+#include "mlir/Analysis/Presburger/LinearTransform.h"
+#include "mlir/Analysis/Presburger/Simplex.h"
+#include "mlir/Analysis/Presburger/Utils.h"
+#include "mlir/IR/AffineExprVisitor.h"
+#include "mlir/IR/Builders.h"
+#include "mlir/IR/IntegerSet.h"
+#include "mlir/Support/LLVM.h"
+#include "mlir/Support/MathExtras.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include <optional>
+
+#define DEBUG_TYPE "flat-value-constraints"
+
+using namespace mlir;
+using namespace presburger;
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// AffineExprFlattener
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace {
+
+// See comments for SimpleAffineExprFlattener.
+// An AffineExprFlattener extends a SimpleAffineExprFlattener by recording
+// constraint information associated with mod's, floordiv's, and ceildiv's
+// in FlatLinearConstraints 'localVarCst'.
+struct AffineExprFlattener : public SimpleAffineExprFlattener {
+public:
+  // Constraints connecting newly introduced local variables (for mod's and
+  // div's) to existing (dimensional and symbolic) ones. These are always
+  // inequalities.
+  IntegerPolyhedron localVarCst;
+
+  AffineExprFlattener(unsigned nDims, unsigned nSymbols)
+      : SimpleAffineExprFlattener(nDims, nSymbols),
+        localVarCst(PresburgerSpace::getSetSpace(nDims, nSymbols)) {}
+
+private:
+  // Add a local variable (needed to flatten a mod, floordiv, ceildiv expr).
+  // The local variable added is always a floordiv of a pure add/mul affine
+  // function of other variables, coefficients of which are specified in
+  // `dividend' and with respect to the positive constant `divisor'. localExpr
+  // is the simplified tree expression (AffineExpr) corresponding to the
+  // quantifier.
+  void addLocalFloorDivId(ArrayRef<int64_t> dividend, int64_t divisor,
+                          AffineExpr localExpr) override {
+    SimpleAffineExprFlattener::addLocalFloorDivId(dividend, divisor, localExpr);
+    // Update localVarCst.
+    localVarCst.addLocalFloorDiv(dividend, divisor);
+  }
+};
+
+} // namespace
+
+// Flattens the expressions in map. Returns failure if 'expr' was unable to be
+// flattened (i.e., semi-affine expressions not handled yet).
+static LogicalResult
+getFlattenedAffineExprs(ArrayRef<AffineExpr> exprs, unsigned numDims,
+                        unsigned numSymbols,
+                        std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
+                        FlatLinearConstraints *localVarCst) {
+  if (exprs.empty()) {
+    if (localVarCst)
+      *localVarCst = FlatLinearConstraints(numDims, numSymbols);
+    return success();
+  }
+
+  AffineExprFlattener flattener(numDims, numSymbols);
+  // Use the same flattener to simplify each expression successively. This way
+  // local variables / expressions are shared.
+  for (auto expr : exprs) {
+    if (!expr.isPureAffine())
+      return failure();
+
+    flattener.walkPostOrder(expr);
+  }
+
+  assert(flattener.operandExprStack.size() == exprs.size());
+  flattenedExprs->clear();
+  flattenedExprs->assign(flattener.operandExprStack.begin(),
+                         flattener.operandExprStack.end());
+
+  if (localVarCst)
+    localVarCst->clearAndCopyFrom(flattener.localVarCst);
+
+  return success();
+}
+
+// Flattens 'expr' into 'flattenedExpr'. Returns failure if 'expr' was unable to
+// be flattened (semi-affine expressions not handled yet).
+LogicalResult
+mlir::getFlattenedAffineExpr(AffineExpr expr, unsigned numDims,
+                             unsigned numSymbols,
+                             SmallVectorImpl<int64_t> *flattenedExpr,
+                             FlatLinearConstraints *localVarCst) {
+  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flattenedExprs;
+  LogicalResult ret = ::getFlattenedAffineExprs({expr}, numDims, numSymbols,
+                                                &flattenedExprs, localVarCst);
+  *flattenedExpr = flattenedExprs[0];
+  return ret;
+}
+
+/// Flattens the expressions in map. Returns failure if 'expr' was unable to be
+/// flattened (i.e., semi-affine expressions not handled yet).
+LogicalResult mlir::getFlattenedAffineExprs(
+    AffineMap map, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
+    FlatLinearConstraints *localVarCst) {
+  if (map.getNumResults() == 0) {
+    if (localVarCst)
+      *localVarCst =
+          FlatLinearConstraints(map.getNumDims(), map.getNumSymbols());
+    return success();
+  }
+  return ::getFlattenedAffineExprs(map.getResults(), map.getNumDims(),
+                                   map.getNumSymbols(), flattenedExprs,
+                                   localVarCst);
+}
+
+LogicalResult mlir::getFlattenedAffineExprs(
+    IntegerSet set, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
+    FlatLinearConstraints *localVarCst) {
+  if (set.getNumConstraints() == 0) {
+    if (localVarCst)
+      *localVarCst =
+          FlatLinearConstraints(set.getNumDims(), set.getNumSymbols());
+    return success();
+  }
+  return ::getFlattenedAffineExprs(set.getConstraints(), set.getNumDims(),
+                                   set.getNumSymbols(), flattenedExprs,
+                                   localVarCst);
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// FlatLinearConstraints
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+std::unique_ptr<FlatLinearConstraints> FlatLinearConstraints::clone() const {
+  return std::make_unique<FlatLinearConstraints>(*this);
+}
+
+// Similar to `composeMap` except that no Values need be associated with the
+// constraint system nor are they looked at -- the dimensions and symbols of
+// `other` are expected to correspond 1:1 to `this` system.
+LogicalResult FlatLinearConstraints::composeMatchingMap(AffineMap other) {
+  assert(other.getNumDims() == getNumDimVars() && "dim mismatch");
+  assert(other.getNumSymbols() == getNumSymbolVars() && "symbol mismatch");
+
+  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flatExprs;
+  if (failed(flattenAlignedMapAndMergeLocals(other, &flatExprs)))
+    return failure();
+  assert(flatExprs.size() == other.getNumResults());
+
+  // Add dimensions corresponding to the map's results.
+  insertDimVar(/*pos=*/0, /*num=*/other.getNumResults());
+
+  // We add one equality for each result connecting the result dim of the map to
+  // the other variables.
+  // E.g.: if the expression is 16*i0 + i1, and this is the r^th
+  // iteration/result of the value map, we are adding the equality:
+  // d_r - 16*i0 - i1 = 0. Similarly, when flattening (i0 + 1, i0 + 8*i2), we
+  // add two equalities: d_0 - i0 - 1 == 0, d1 - i0 - 8*i2 == 0.
+  for (unsigned r = 0, e = flatExprs.size(); r < e; r++) {
+    const auto &flatExpr = flatExprs[r];
+    assert(flatExpr.size() >= other.getNumInputs() + 1);
+
+    SmallVector<int64_t, 8> eqToAdd(getNumCols(), 0);
+    // Set the coefficient for this result to one.
+    eqToAdd[r] = 1;
+
+    // Dims and symbols.
+    for (unsigned i = 0, f = other.getNumInputs(); i < f; i++) {
+      // Negate `eq[r]` since the newly added dimension will be set to this one.
+      eqToAdd[e + i] = -flatExpr[i];
+    }
+    // Local columns of `eq` are at the beginning.
+    unsigned j = getNumDimVars() + getNumSymbolVars();
+    unsigned end = flatExpr.size() - 1;
+    for (unsigned i = other.getNumInputs(); i < end; i++, j++) {
+      eqToAdd[j] = -flatExpr[i];
+    }
+
+    // Constant term.
+    eqToAdd[getNumCols() - 1] = -flatExpr[flatExpr.size() - 1];
+
+    // Add the equality connecting the result of the map to this constraint set.
+    addEquality(eqToAdd);
+  }
+
+  return success();
+}
+
+// Determine whether the variable at 'pos' (say var_r) can be expressed as
+// modulo of another known variable (say var_n) w.r.t a constant. For example,
+// if the following constraints hold true:
+// ```
+// 0 <= var_r <= divisor - 1
+// var_n - (divisor * q_expr) = var_r
+// ```
+// where `var_n` is a known variable (called dividend), and `q_expr` is an
+// `AffineExpr` (called the quotient expression), `var_r` can be written as:
+//
+// `var_r = var_n mod divisor`.
+//
+// Additionally, in a special case of the above constaints where `q_expr` is an
+// variable itself that is not yet known (say `var_q`), it can be written as a
+// floordiv in the following way:
+//
+// `var_q = var_n floordiv divisor`.
+//
+// Returns true if the above mod or floordiv are detected, updating 'memo' with
+// these new expressions. Returns false otherwise.
+static bool detectAsMod(const FlatLinearConstraints &cst, unsigned pos,
+                        int64_t lbConst, int64_t ubConst,
+                        SmallVectorImpl<AffineExpr> &memo,
+                        MLIRContext *context) {
+  assert(pos < cst.getNumVars() && "invalid position");
+
+  // Check if a divisor satisfying the condition `0 <= var_r <= divisor - 1` can
+  // be determined.
+  if (lbConst != 0 || ubConst < 1)
+    return false;
+  int64_t divisor = ubConst + 1;
+
+  // Check for the aforementioned conditions in each equality.
+  for (unsigned curEquality = 0, numEqualities = cst.getNumEqualities();
+       curEquality < numEqualities; curEquality++) {
+    int64_t coefficientAtPos = cst.atEq64(curEquality, pos);
+    // If current equality does not involve `var_r`, continue to the next
+    // equality.
+    if (coefficientAtPos == 0)
+      continue;
+
+    // Constant term should be 0 in this equality.
+    if (cst.atEq64(curEquality, cst.getNumCols() - 1) != 0)
+      continue;
+
+    // Traverse through the equality and construct the dividend expression
+    // `dividendExpr`, to contain all the variables which are known and are
+    // not divisible by `(coefficientAtPos * divisor)`. Hope here is that the
+    // `dividendExpr` gets simplified into a single variable `var_n` discussed
+    // above.
+    auto dividendExpr = getAffineConstantExpr(0, context);
+
+    // Track the terms that go into quotient expression, later used to detect
+    // additional floordiv.
+    unsigned quotientCount = 0;
+    int quotientPosition = -1;
+    int quotientSign = 1;
+
+    // Consider each term in the current equality.
+    unsigned curVar, e;
+    for (curVar = 0, e = cst.getNumDimAndSymbolVars(); curVar < e; ++curVar) {
+      // Ignore var_r.
+      if (curVar == pos)
+        continue;
+      int64_t coefficientOfCurVar = cst.atEq64(curEquality, curVar);
+      // Ignore vars that do not contribute to the current equality.
+      if (coefficientOfCurVar == 0)
+        continue;
+      // Check if the current var goes into the quotient expression.
+      if (coefficientOfCurVar % (divisor * coefficientAtPos) == 0) {
+        quotientCount++;
+        quotientPosition = curVar;
+        quotientSign = (coefficientOfCurVar * coefficientAtPos) > 0 ? 1 : -1;
+        continue;
+      }
+      // Variables that are part of dividendExpr should be known.
+      if (!memo[curVar])
+        break;
+      // Append the current variable to the dividend expression.
+      dividendExpr = dividendExpr + memo[curVar] * coefficientOfCurVar;
+    }
+
+    // Can't construct expression as it depends on a yet uncomputed var.
+    if (curVar < e)
+      continue;
+
+    // Express `var_r` in terms of the other vars collected so far.
+    if (coefficientAtPos > 0)
+      dividendExpr = (-dividendExpr).floorDiv(coefficientAtPos);
+    else
+      dividendExpr = dividendExpr.floorDiv(-coefficientAtPos);
+
+    // Simplify the expression.
+    dividendExpr = simplifyAffineExpr(dividendExpr, cst.getNumDimVars(),
+                                      cst.getNumSymbolVars());
+    // Only if the final dividend expression is just a single var (which we call
+    // `var_n`), we can proceed.
+    // TODO: Handle AffineSymbolExpr as well. There is no reason to restrict it
+    // to dims themselves.
+    auto dimExpr = dividendExpr.dyn_cast<AffineDimExpr>();
+    if (!dimExpr)
+      continue;
+
+    // Express `var_r` as `var_n % divisor` and store the expression in `memo`.
+    if (quotientCount >= 1) {
+      auto ub = cst.getConstantBound64(FlatLinearConstraints::BoundType::UB,
+                                       dimExpr.getPosition());
+      // If `var_n` has an upperbound that is less than the divisor, mod can be
+      // eliminated altogether.
+      if (ub && *ub < divisor)
+        memo[pos] = dimExpr;
+      else
+        memo[pos] = dimExpr % divisor;
+      // If a unique quotient `var_q` was seen, it can be expressed as
+      // `var_n floordiv divisor`.
+      if (quotientCount == 1 && !memo[quotientPosition])
+        memo[quotientPosition] = dimExpr.floorDiv(divisor) * quotientSign;
+
+      return true;
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
+/// Check if the pos^th variable can be expressed as a floordiv of an affine
+/// function of other variables (where the divisor is a positive constant)
+/// given the initial set of expressions in `exprs`. If it can be, the
+/// corresponding position in `exprs` is set as the detected affine expr. For
+/// eg: 4q <= i + j <= 4q + 3   <=>   q = (i + j) floordiv 4. An equality can
+/// also yield a floordiv: eg.  4q = i + j <=> q = (i + j) floordiv 4. 32q + 28
+/// <= i <= 32q + 31 => q = i floordiv 32.
+static bool detectAsFloorDiv(const FlatLinearConstraints &cst, unsigned pos,
+                             MLIRContext *context,
+                             SmallVectorImpl<AffineExpr> &exprs) {
+  assert(pos < cst.getNumVars() && "invalid position");
+
+  // Get upper-lower bound pair for this variable.
+  SmallVector<bool, 8> foundRepr(cst.getNumVars(), false);
+  for (unsigned i = 0, e = cst.getNumVars(); i < e; ++i)
+    if (exprs[i])
+      foundRepr[i] = true;
+
+  SmallVector<int64_t, 8> dividend(cst.getNumCols());
+  unsigned divisor;
+  auto ulPair = computeSingleVarRepr(cst, foundRepr, pos, dividend, divisor);
+
+  // No upper-lower bound pair found for this var.
+  if (ulPair.kind == ReprKind::None || ulPair.kind == ReprKind::Equality)
+    return false;
+
+  // Construct the dividend expression.
+  auto dividendExpr = getAffineConstantExpr(dividend.back(), context);
+  for (unsigned c = 0, f = cst.getNumVars(); c < f; c++)
+    if (dividend[c] != 0)
+      dividendExpr = dividendExpr + dividend[c] * exprs[c];
+
+  // Successfully detected the floordiv.
+  exprs[pos] = dividendExpr.floorDiv(divisor);
+  return true;
+}
+
+std::pair<AffineMap, AffineMap> FlatLinearConstraints::getLowerAndUpperBound(
+    unsigned pos, unsigned offset, unsigned num, unsigned symStartPos,
+    ArrayRef<AffineExpr> localExprs, MLIRContext *context,
+    bool closedUB) const {
+  assert(pos + offset < getNumDimVars() && "invalid dim start pos");
+  assert(symStartPos >= (pos + offset) && "invalid sym start pos");
+  assert(getNumLocalVars() == localExprs.size() &&
+         "incorrect local exprs count");
+
+  SmallVector<unsigned, 4> lbIndices, ubIndices, eqIndices;
+  getLowerAndUpperBoundIndices(pos + offset, &lbIndices, &ubIndices, &eqIndices,
+                               offset, num);
+
+  /// Add to 'b' from 'a' in set [0, offset) U [offset + num, symbStartPos).
+  auto addCoeffs = [&](ArrayRef<int64_t> a, SmallVectorImpl<int64_t> &b) {
+    b.clear();
+    for (unsigned i = 0, e = a.size(); i < e; ++i) {
+      if (i < offset || i >= offset + num)
+        b.push_back(a[i]);
+    }
+  };
+
+  SmallVector<int64_t, 8> lb, ub;
+  SmallVector<AffineExpr, 4> lbExprs;
+  unsigned dimCount = symStartPos - num;
+  unsigned symCount = getNumDimAndSymbolVars() - symStartPos;
+  lbExprs.reserve(lbIndices.size() + eqIndices.size());
+  // Lower bound expressions.
+  for (auto idx : lbIndices) {
+    auto ineq = getInequality64(idx);
+    // Extract the lower bound (in terms of other coeff's + const), i.e., if
+    // i - j + 1 >= 0 is the constraint, 'pos' is for i the lower bound is j
+    // - 1.
+    addCoeffs(ineq, lb);
+    std::transform(lb.begin(), lb.end(), lb.begin(), std::negate<int64_t>());
+    auto expr =
+        getAffineExprFromFlatForm(lb, dimCount, symCount, localExprs, context);
+    // expr ceildiv divisor is (expr + divisor - 1) floordiv divisor
+    int64_t divisor = std::abs(ineq[pos + offset]);
+    expr = (expr + divisor - 1).floorDiv(divisor);
+    lbExprs.push_back(expr);
+  }
+
+  SmallVector<AffineExpr, 4> ubExprs;
+  ubExprs.reserve(ubIndices.size() + eqIndices.size());
+  // Upper bound expressions.
+  for (auto idx : ubIndices) {
+    auto ineq = getInequality64(idx);
+    // Extract the upper bound (in terms of other coeff's + const).
+    addCoeffs(ineq, ub);
+    auto expr =
+        getAffineExprFromFlatForm(ub, dimCount, symCount, localExprs, context);
+    expr = expr.floorDiv(std::abs(ineq[pos + offset]));
+    int64_t ubAdjustment = closedUB ? 0 : 1;
+    ubExprs.push_back(expr + ubAdjustment);
+  }
+
+  // Equalities. It's both a lower and a upper bound.
+  SmallVector<int64_t, 4> b;
+  for (auto idx : eqIndices) {
+    auto eq = getEquality64(idx);
+    addCoeffs(eq, b);
+    if (eq[pos + offset] > 0)
+      std::transform(b.begin(), b.end(), b.begin(), std::negate<int64_t>());
+
+    // Extract the upper bound (in terms of other coeff's + const).
+    auto expr =
+        getAffineExprFromFlatForm(b, dimCount, symCount, localExprs, context);
+    expr = expr.floorDiv(std::abs(eq[pos + offset]));
+    // Upper bound is exclusive.
+    ubExprs.push_back(expr + 1);
+    // Lower bound.
+    expr =
+        getAffineExprFromFlatForm(b, dimCount, symCount, localExprs, context);
+    expr = expr.ceilDiv(std::abs(eq[pos + offset]));
+    lbExprs.push_back(expr);
+  }
+
+  auto lbMap = AffineMap::get(dimCount, symCount, lbExprs, context);
+  auto ubMap = AffineMap::get(dimCount, symCount, ubExprs, context);
+
+  return {lbMap, ubMap};
+}
+
+/// Computes the lower and upper bounds of the first 'num' dimensional
+/// variables (starting at 'offset') as affine maps of the remaining
+/// variables (dimensional and symbolic variables). Local variables are
+/// themselves explicitly computed as affine functions of other variables in
+/// this process if needed.
+void FlatLinearConstraints::getSliceBounds(unsigned offset, unsigned num,
+                                           MLIRContext *context,
+                                           SmallVectorImpl<AffineMap> *lbMaps,
+                                           SmallVectorImpl<AffineMap> *ubMaps,
+                                           bool closedUB) {
+  assert(num < getNumDimVars() && "invalid range");
+
+  // Basic simplification.
+  normalizeConstraintsByGCD();
+
+  LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "getSliceBounds for first " << num
+                          << " variables\n");
+  LLVM_DEBUG(dump());
+
+  // Record computed/detected variables.
+  SmallVector<AffineExpr, 8> memo(getNumVars());
+  // Initialize dimensional and symbolic variables.
+  for (unsigned i = 0, e = getNumDimVars(); i < e; i++) {
+    if (i < offset)
+      memo[i] = getAffineDimExpr(i, context);
+    else if (i >= offset + num)
+      memo[i] = getAffineDimExpr(i - num, context);
+  }
+  for (unsigned i = getNumDimVars(), e = getNumDimAndSymbolVars(); i < e; i++)
+    memo[i] = getAffineSymbolExpr(i - getNumDimVars(), context);
+
+  bool changed;
+  do {
+    changed = false;
+    // Identify yet unknown variables as constants or mod's / floordiv's of
+    // other variables if possible.
+    for (unsigned pos = 0; pos < getNumVars(); pos++) {
+      if (memo[pos])
+        continue;
+
+      auto lbConst = getConstantBound64(BoundType::LB, pos);
+      auto ubConst = getConstantBound64(BoundType::UB, pos);
+      if (lbConst.has_value() && ubConst.has_value()) {
+        // Detect equality to a constant.
+        if (*lbConst == *ubConst) {
+          memo[pos] = getAffineConstantExpr(*lbConst, context);
+          changed = true;
+          continue;
+        }
+
+        // Detect a variable as modulo of another variable w.r.t a
+        // constant.
+        if (detectAsMod(*this, pos, *lbConst, *ubConst, memo, context)) {
+          changed = true;
+          continue;
+        }
+      }
+
+      // Detect a variable as a floordiv of an affine function of other
+      // variables (divisor is a positive constant).
+      if (detectAsFloorDiv(*this, pos, context, memo)) {
+        changed = true;
+        continue;
+      }
+
+      // Detect a variable as an expression of other variables.
+      unsigned idx;
+      if (!findConstraintWithNonZeroAt(pos, /*isEq=*/true, &idx)) {
+        continue;
+      }
+
+      // Build AffineExpr solving for variable 'pos' in terms of all others.
+      auto expr = getAffineConstantExpr(0, context);
+      unsigned j, e;
+      for (j = 0, e = getNumVars(); j < e; ++j) {
+        if (j == pos)
+          continue;
+        int64_t c = atEq64(idx, j);
+        if (c == 0)
+          continue;
+        // If any of the involved IDs hasn't been found yet, we can't proceed.
+        if (!memo[j])
+          break;
+        expr = expr + memo[j] * c;
+      }
+      if (j < e)
+        // Can't construct expression as it depends on a yet uncomputed
+        // variable.
+        continue;
+
+      // Add constant term to AffineExpr.
+      expr = expr + atEq64(idx, getNumVars());
+      int64_t vPos = atEq64(idx, pos);
+      assert(vPos != 0 && "expected non-zero here");
+      if (vPos > 0)
+        expr = (-expr).floorDiv(vPos);
+      else
+        // vPos < 0.
+        expr = expr.floorDiv(-vPos);
+      // Successfully constructed expression.
+      memo[pos] = expr;
+      changed = true;
+    }
+    // This loop is guaranteed to reach a fixed point - since once an
+    // variable's explicit form is computed (in memo[pos]), it's not updated
+    // again.
+  } while (changed);
+
+  int64_t ubAdjustment = closedUB ? 0 : 1;
+
+  // Set the lower and upper bound maps for all the variables that were
+  // computed as affine expressions of the rest as the "detected expr" and
+  // "detected expr + 1" respectively; set the undetected ones to null.
+  std::optional<FlatLinearConstraints> tmpClone;
+  for (unsigned pos = 0; pos < num; pos++) {
+    unsigned numMapDims = getNumDimVars() - num;
+    unsigned numMapSymbols = getNumSymbolVars();
+    AffineExpr expr = memo[pos + offset];
+    if (expr)
+      expr = simplifyAffineExpr(expr, numMapDims, numMapSymbols);
+
+    AffineMap &lbMap = (*lbMaps)[pos];
+    AffineMap &ubMap = (*ubMaps)[pos];
+
+    if (expr) {
+      lbMap = AffineMap::get(numMapDims, numMapSymbols, expr);
+      ubMap = AffineMap::get(numMapDims, numMapSymbols, expr + ubAdjustment);
+    } else {
+      // TODO: Whenever there are local variables in the dependence
+      // constraints, we'll conservatively over-approximate, since we don't
+      // always explicitly compute them above (in the while loop).
+      if (getNumLocalVars() == 0) {
+        // Work on a copy so that we don't update this constraint system.
+        if (!tmpClone) {
+          tmpClone.emplace(FlatLinearConstraints(*this));
+          // Removing redundant inequalities is necessary so that we don't get
+          // redundant loop bounds.
+          tmpClone->removeRedundantInequalities();
+        }
+        std::tie(lbMap, ubMap) = tmpClone->getLowerAndUpperBound(
+            pos, offset, num, getNumDimVars(), /*localExprs=*/{}, context,
+            closedUB);
+      }
+
+      // If the above fails, we'll just use the constant lower bound and the
+      // constant upper bound (if they exist) as the slice bounds.
+      // TODO: being conservative for the moment in cases that
+      // lead to multiple bounds - until getConstDifference in LoopFusion.cpp is
+      // fixed (b/126426796).
+      if (!lbMap || lbMap.getNumResults() > 1) {
+        LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
+                   << "WARNING: Potentially over-approximating slice lb\n");
+        auto lbConst = getConstantBound64(BoundType::LB, pos + offset);
+        if (lbConst.has_value()) {
+          lbMap = AffineMap::get(numMapDims, numMapSymbols,
+                                 getAffineConstantExpr(*lbConst, context));
+        }
+      }
+      if (!ubMap || ubMap.getNumResults() > 1) {
+        LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
+                   << "WARNING: Potentially over-approximating slice ub\n");
+        auto ubConst = getConstantBound64(BoundType::UB, pos + offset);
+        if (ubConst.has_value()) {
+          ubMap = AffineMap::get(
+              numMapDims, numMapSymbols,
+              getAffineConstantExpr(*ubConst + ubAdjustment, context));
+        }
+      }
+    }
+    LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
+               << "lb map for pos = " << Twine(pos + offset) << ", expr: ");
+    LLVM_DEBUG(lbMap.dump(););
+    LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
+               << "ub map for pos = " << Twine(pos + offset) << ", expr: ");
+    LLVM_DEBUG(ubMap.dump(););
+  }
+}
+
+LogicalResult FlatLinearConstraints::flattenAlignedMapAndMergeLocals(
+    AffineMap map, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs) {
+  FlatLinearConstraints localCst;
+  if (failed(getFlattenedAffineExprs(map, flattenedExprs, &localCst))) {
+    LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
+               << "composition unimplemented for semi-affine maps\n");
+    return failure();
+  }
+
+  // Add localCst information.
+  if (localCst.getNumLocalVars() > 0) {
+    unsigned numLocalVars = getNumLocalVars();
+    // Insert local dims of localCst at the beginning.
+    insertLocalVar(/*pos=*/0, /*num=*/localCst.getNumLocalVars());
+    // Insert local dims of `this` at the end of localCst.
+    localCst.appendLocalVar(/*num=*/numLocalVars);
+    // Dimensions of localCst and this constraint set match. Append localCst to
+    // this constraint set.
+    append(localCst);
+  }
+
+  return success();
+}
+
+LogicalResult FlatLinearConstraints::addBound(BoundType type, unsigned pos,
+                                              AffineMap boundMap,
+                                              bool isClosedBound) {
+  assert(boundMap.getNumDims() == getNumDimVars() && "dim mismatch");
+  assert(boundMap.getNumSymbols() == getNumSymbolVars() && "symbol mismatch");
+  assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "invalid position");
+  assert((type != BoundType::EQ || isClosedBound) &&
+         "EQ bound must be closed.");
+
+  // Equality follows the logic of lower bound except that we add an equality
+  // instead of an inequality.
+  assert((type != BoundType::EQ || boundMap.getNumResults() == 1) &&
+         "single result expected");
+  bool lower = type == BoundType::LB || type == BoundType::EQ;
+
+  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flatExprs;
+  if (failed(flattenAlignedMapAndMergeLocals(boundMap, &flatExprs)))
+    return failure();
+  assert(flatExprs.size() == boundMap.getNumResults());
+
+  // Add one (in)equality for each result.
+  for (const auto &flatExpr : flatExprs) {
+    SmallVector<int64_t> ineq(getNumCols(), 0);
+    // Dims and symbols.
+    for (unsigned j = 0, e = boundMap.getNumInputs(); j < e; j++) {
+      ineq[j] = lower ? -flatExpr[j] : flatExpr[j];
+    }
+    // Invalid bound: pos appears in `boundMap`.
+    // TODO: This should be an assertion. Fix `addDomainFromSliceMaps` and/or
+    // its callers to prevent invalid bounds from being added.
+    if (ineq[pos] != 0)
+      continue;
+    ineq[pos] = lower ? 1 : -1;
+    // Local columns of `ineq` are at the beginning.
+    unsigned j = getNumDimVars() + getNumSymbolVars();
+    unsigned end = flatExpr.size() - 1;
+    for (unsigned i = boundMap.getNumInputs(); i < end; i++, j++) {
+      ineq[j] = lower ? -flatExpr[i] : flatExpr[i];
+    }
+    // Make the bound closed in if flatExpr is open. The inequality is always
+    // created in the upper bound form, so the adjustment is -1.
+    int64_t boundAdjustment = (isClosedBound || type == BoundType::EQ) ? 0 : -1;
+    // Constant term.
+    ineq[getNumCols() - 1] = (lower ? -flatExpr[flatExpr.size() - 1]
+                                    : flatExpr[flatExpr.size() - 1]) +
+                             boundAdjustment;
+    type == BoundType::EQ ? addEquality(ineq) : addInequality(ineq);
+  }
+
+  return success();
+}
+
+LogicalResult FlatLinearConstraints::addBound(BoundType type, unsigned pos,
+                                              AffineMap boundMap) {
+  return addBound(type, pos, boundMap, /*isClosedBound=*/type != BoundType::UB);
+}
+
+/// Compute an explicit representation for local vars. For all systems coming
+/// from MLIR integer sets, maps, or expressions where local vars were
+/// introduced to model floordivs and mods, this always succeeds.
+LogicalResult
+FlatLinearConstraints::computeLocalVars(SmallVectorImpl<AffineExpr> &memo,
+                                        MLIRContext *context) const {
+  unsigned numDims = getNumDimVars();
+  unsigned numSyms = getNumSymbolVars();
+
+  // Initialize dimensional and symbolic variables.
+  for (unsigned i = 0; i < numDims; i++)
+    memo[i] = getAffineDimExpr(i, context);
+  for (unsigned i = numDims, e = numDims + numSyms; i < e; i++)
+    memo[i] = getAffineSymbolExpr(i - numDims, context);
+
+  bool changed;
+  do {
+    // Each time `changed` is true at the end of this iteration, one or more
+    // local vars would have been detected as floordivs and set in memo; so the
+    // number of null entries in memo[...] strictly reduces; so this converges.
+    changed = false;
+    for (unsigned i = 0, e = getNumLocalVars(); i < e; ++i)
+      if (!memo[numDims + numSyms + i] &&
+          detectAsFloorDiv(*this, /*pos=*/numDims + numSyms + i, context, memo))
+        changed = true;
+  } while (changed);
+
+  ArrayRef<AffineExpr> localExprs =
+      ArrayRef<AffineExpr>(memo).take_back(getNumLocalVars());
+  return success(
+      llvm::all_of(localExprs, [](AffineExpr expr) { return expr; }));
+}
+
+IntegerSet FlatLinearConstraints::getAsIntegerSet(MLIRContext *context) const {
+  if (getNumConstraints() == 0)
+    // Return universal set (always true): 0 == 0.
+    return IntegerSet::get(getNumDimVars(), getNumSymbolVars(),
+                           getAffineConstantExpr(/*constant=*/0, context),
+                           /*eqFlags=*/true);
+
+  // Construct local references.
+  SmallVector<AffineExpr, 8> memo(getNumVars(), AffineExpr());
+
+  if (failed(computeLocalVars(memo, context))) {
+    // Check if the local variables without an explicit representation have
+    // zero coefficients everywhere.
+    SmallVector<unsigned> noLocalRepVars;
+    unsigned numDimsSymbols = getNumDimAndSymbolVars();
+    for (unsigned i = numDimsSymbols, e = getNumVars(); i < e; ++i) {
+      if (!memo[i] && !isColZero(/*pos=*/i))
+        noLocalRepVars.push_back(i - numDimsSymbols);
+    }
+    if (!noLocalRepVars.empty()) {
+      LLVM_DEBUG({
+        llvm::dbgs() << "local variables at position(s) ";
+        llvm::interleaveComma(noLocalRepVars, llvm::dbgs());
+        llvm::dbgs() << " do not have an explicit representation in:\n";
+        this->dump();
+      });
+      return IntegerSet();
+    }
+  }
+
+  ArrayRef<AffineExpr> localExprs =
+      ArrayRef<AffineExpr>(memo).take_back(getNumLocalVars());
+
+  // Construct the IntegerSet from the equalities/inequalities.
+  unsigned numDims = getNumDimVars();
+  unsigned numSyms = getNumSymbolVars();
+
+  SmallVector<bool, 16> eqFlags(getNumConstraints());
+  std::fill(eqFlags.begin(), eqFlags.begin() + getNumEqualities(), true);
+  std::fill(eqFlags.begin() + getNumEqualities(), eqFlags.end(), false);
+
+  SmallVector<AffineExpr, 8> exprs;
+  exprs.reserve(getNumConstraints());
+
+  for (unsigned i = 0, e = getNumEqualities(); i < e; ++i)
+    exprs.push_back(getAffineExprFromFlatForm(getEquality64(i), numDims,
+                                              numSyms, localExprs, context));
+  for (unsigned i = 0, e = getNumInequalities(); i < e; ++i)
+    exprs.push_back(getAffineExprFromFlatForm(getInequality64(i), numDims,
+                                              numSyms, localExprs, context));
+  return IntegerSet::get(numDims, numSyms, exprs, eqFlags);
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// FlatLinearValueConstraints
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+// Construct from an IntegerSet.
+FlatLinearValueConstraints::FlatLinearValueConstraints(IntegerSet set,
+                                                       ValueRange operands)
+    : FlatLinearConstraints(set.getNumInequalities(), set.getNumEqualities(),
+                            set.getNumDims() + set.getNumSymbols() + 1,
+                            set.getNumDims(), set.getNumSymbols(),
+                            /*numLocals=*/0) {
+  // Populate values.
+  if (operands.empty()) {
+    values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
+  } else {
+    assert(set.getNumInputs() == operands.size() && "operand count mismatch");
+    values.assign(operands.begin(), operands.end());
+  }
+
+  // Flatten expressions and add them to the constraint system.
+  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flatExprs;
+  FlatLinearConstraints localVarCst;
+  if (failed(getFlattenedAffineExprs(set, &flatExprs, &localVarCst))) {
+    assert(false && "flattening unimplemented for semi-affine integer sets");
+    return;
+  }
+  assert(flatExprs.size() == set.getNumConstraints());
+  insertVar(VarKind::Local, getNumVarKind(VarKind::Local),
+            /*num=*/localVarCst.getNumLocalVars());
+
+  for (unsigned i = 0, e = flatExprs.size(); i < e; ++i) {
+    const auto &flatExpr = flatExprs[i];
+    assert(flatExpr.size() == getNumCols());
+    if (set.getEqFlags()[i]) {
+      addEquality(flatExpr);
+    } else {
+      addInequality(flatExpr);
+    }
+  }
+  // Add the other constraints involving local vars from flattening.
+  append(localVarCst);
+}
+
+// Construct a hyperrectangular constraint set from ValueRanges that represent
+// induction variables, lower and upper bounds. `ivs`, `lbs` and `ubs` are
+// expected to match one to one. The order of variables and constraints is:
+//
+// ivs | lbs | ubs | eq/ineq
+// ----+-----+-----+---------
+//   1   -1     0      >= 0
+// ----+-----+-----+---------
+//  -1    0     1      >= 0
+//
+// All dimensions as set as VarKind::SetDim.
+FlatLinearValueConstraints
+FlatLinearValueConstraints::getHyperrectangular(ValueRange ivs, ValueRange lbs,
+                                                ValueRange ubs) {
+  FlatLinearValueConstraints res;
+  unsigned nIvs = ivs.size();
+  assert(nIvs == lbs.size() && "expected as many lower bounds as ivs");
+  assert(nIvs == ubs.size() && "expected as many upper bounds as ivs");
+
+  if (nIvs == 0)
+    return res;
+
+  res.appendDimVar(ivs);
+  unsigned lbsStart = res.appendDimVar(lbs);
+  unsigned ubsStart = res.appendDimVar(ubs);
+
+  MLIRContext *ctx = ivs.front().getContext();
+  for (int ivIdx = 0, e = nIvs; ivIdx < e; ++ivIdx) {
+    // iv - lb >= 0
+    AffineMap lb = AffineMap::get(/*dimCount=*/3 * nIvs, /*symbolCount=*/0,
+                                  getAffineDimExpr(lbsStart + ivIdx, ctx));
+    if (failed(res.addBound(BoundType::LB, ivIdx, lb)))
+      llvm_unreachable("Unexpected FlatLinearValueConstraints creation error");
+    // -iv + ub >= 0
+    AffineMap ub = AffineMap::get(/*dimCount=*/3 * nIvs, /*symbolCount=*/0,
+                                  getAffineDimExpr(ubsStart + ivIdx, ctx));
+    if (failed(res.addBound(BoundType::UB, ivIdx, ub)))
+      llvm_unreachable("Unexpected FlatLinearValueConstraints creation error");
+  }
+  return res;
+}
+
+unsigned FlatLinearValueConstraints::appendDimVar(ValueRange vals) {
+  unsigned pos = getNumDimVars();
+  return insertVar(VarKind::SetDim, pos, vals);
+}
+
+unsigned FlatLinearValueConstraints::appendSymbolVar(ValueRange vals) {
+  unsigned pos = getNumSymbolVars();
+  return insertVar(VarKind::Symbol, pos, vals);
+}
+
+unsigned FlatLinearValueConstraints::insertDimVar(unsigned pos,
+                                                  ValueRange vals) {
+  return insertVar(VarKind::SetDim, pos, vals);
+}
+
+unsigned FlatLinearValueConstraints::insertSymbolVar(unsigned pos,
+                                                     ValueRange vals) {
+  return insertVar(VarKind::Symbol, pos, vals);
+}
+
+unsigned FlatLinearValueConstraints::insertVar(VarKind kind, unsigned pos,
+                                               unsigned num) {
+  unsigned absolutePos = IntegerPolyhedron::insertVar(kind, pos, num);
+
+  if (kind != VarKind::Local) {
+    values.insert(values.begin() + absolutePos, num, std::nullopt);
+    assert(values.size() == getNumDimAndSymbolVars());
+  }
+
+  return absolutePos;
+}
+
+unsigned FlatLinearValueConstraints::insertVar(VarKind kind, unsigned pos,
+                                               ValueRange vals) {
+  assert(!vals.empty() && "expected ValueRange with Values.");
+  assert(kind != VarKind::Local &&
+         "values cannot be attached to local variables.");
+  unsigned num = vals.size();
+  unsigned absolutePos = IntegerPolyhedron::insertVar(kind, pos, num);
+
+  // If a Value is provided, insert it; otherwise use None.
+  for (unsigned i = 0; i < num; ++i)
+    values.insert(values.begin() + absolutePos + i,
+                  vals[i] ? std::optional<Value>(vals[i]) : std::nullopt);
+
+  assert(values.size() == getNumDimAndSymbolVars());
+  return absolutePos;
+}
+
+bool FlatLinearValueConstraints::hasValues() const {
+  return llvm::any_of(
+      values, [](const std::optional<Value> &var) { return var.has_value(); });
+}
+
+/// Checks if two constraint systems are in the same space, i.e., if they are
+/// associated with the same set of variables, appearing in the same order.
+static bool areVarsAligned(const FlatLinearValueConstraints &a,
+                           const FlatLinearValueConstraints &b) {
+  return a.getNumDimVars() == b.getNumDimVars() &&
+         a.getNumSymbolVars() == b.getNumSymbolVars() &&
+         a.getNumVars() == b.getNumVars() &&
+         a.getMaybeValues().equals(b.getMaybeValues());
+}
+
+/// Calls areVarsAligned to check if two constraint systems have the same set
+/// of variables in the same order.
+bool FlatLinearValueConstraints::areVarsAlignedWithOther(
+    const FlatLinearConstraints &other) {
+  return areVarsAligned(*this, other);
+}
+
+/// Checks if the SSA values associated with `cst`'s variables in range
+/// [start, end) are unique.
+static bool LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED areVarsUnique(
+    const FlatLinearValueConstraints &cst, unsigned start, unsigned end) {
+
+  assert(start <= cst.getNumDimAndSymbolVars() &&
+         "Start position out of bounds");
+  assert(end <= cst.getNumDimAndSymbolVars() && "End position out of bounds");
+
+  if (start >= end)
+    return true;
+
+  SmallPtrSet<Value, 8> uniqueVars;
+  ArrayRef<std::optional<Value>> maybeValues =
+      cst.getMaybeValues().slice(start, end - start);
+  for (std::optional<Value> val : maybeValues) {
+    if (val && !uniqueVars.insert(*val).second)
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
+/// Checks if the SSA values associated with `cst`'s variables are unique.
+static bool LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED
+areVarsUnique(const FlatLinearValueConstraints &cst) {
+  return areVarsUnique(cst, 0, cst.getNumDimAndSymbolVars());
+}
+
+/// Checks if the SSA values associated with `cst`'s variables of kind `kind`
+/// are unique.
+static bool LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED
+areVarsUnique(const FlatLinearValueConstraints &cst, VarKind kind) {
+
+  if (kind == VarKind::SetDim)
+    return areVarsUnique(cst, 0, cst.getNumDimVars());
+  if (kind == VarKind::Symbol)
+    return areVarsUnique(cst, cst.getNumDimVars(),
+                         cst.getNumDimAndSymbolVars());
+  llvm_unreachable("Unexpected VarKind");
+}
+
+/// Merge and align the variables of A and B starting at 'offset', so that
+/// both constraint systems get the union of the contained variables that is
+/// dimension-wise and symbol-wise unique; both constraint systems are updated
+/// so that they have the union of all variables, with A's original
+/// variables appearing first followed by any of B's variables that didn't
+/// appear in A. Local variables in B that have the same division
+/// representation as local variables in A are merged into one.
+//  E.g.: Input: A has ((%i, %j) [%M, %N]) and B has (%k, %j) [%P, %N, %M])
+//        Output: both A, B have (%i, %j, %k) [%M, %N, %P]
+static void mergeAndAlignVars(unsigned offset, FlatLinearValueConstraints *a,
+                              FlatLinearValueConstraints *b) {
+  assert(offset <= a->getNumDimVars() && offset <= b->getNumDimVars());
+  // A merge/align isn't meaningful if a cst's vars aren't distinct.
+  assert(areVarsUnique(*a) && "A's values aren't unique");
+  assert(areVarsUnique(*b) && "B's values aren't unique");
+
+  assert(llvm::all_of(
+      llvm::drop_begin(a->getMaybeValues(), offset),
+      [](const std::optional<Value> &var) { return var.has_value(); }));
+
+  assert(llvm::all_of(
+      llvm::drop_begin(b->getMaybeValues(), offset),
+      [](const std::optional<Value> &var) { return var.has_value(); }));
+
+  SmallVector<Value, 4> aDimValues;
+  a->getValues(offset, a->getNumDimVars(), &aDimValues);
+
+  {
+    // Merge dims from A into B.
+    unsigned d = offset;
+    for (auto aDimValue : aDimValues) {
+      unsigned loc;
+      if (b->findVar(aDimValue, &loc)) {
+        assert(loc >= offset && "A's dim appears in B's aligned range");
+        assert(loc < b->getNumDimVars() &&
+               "A's dim appears in B's non-dim position");
+        b->swapVar(d, loc);
+      } else {
+        b->insertDimVar(d, aDimValue);
+      }
+      d++;
+    }
+    // Dimensions that are in B, but not in A, are added at the end.
+    for (unsigned t = a->getNumDimVars(), e = b->getNumDimVars(); t < e; t++) {
+      a->appendDimVar(b->getValue(t));
+    }
+    assert(a->getNumDimVars() == b->getNumDimVars() &&
+           "expected same number of dims");
+  }
+
+  // Merge and align symbols of A and B
+  a->mergeSymbolVars(*b);
+  // Merge and align locals of A and B
+  a->mergeLocalVars(*b);
+
+  assert(areVarsAligned(*a, *b) && "IDs expected to be aligned");
+}
+
+// Call 'mergeAndAlignVars' to align constraint systems of 'this' and 'other'.
+void FlatLinearValueConstraints::mergeAndAlignVarsWithOther(
+    unsigned offset, FlatLinearValueConstraints *other) {
+  mergeAndAlignVars(offset, this, other);
+}
+
+/// Merge and align symbols of `this` and `other` such that both get union of
+/// of symbols that are unique. Symbols in `this` and `other` should be
+/// unique. Symbols with Value as `None` are considered to be inequal to all
+/// other symbols.
+void FlatLinearValueConstraints::mergeSymbolVars(
+    FlatLinearValueConstraints &other) {
+
+  assert(areVarsUnique(*this, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
+  assert(areVarsUnique(other, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
+
+  SmallVector<Value, 4> aSymValues;
+  getValues(getNumDimVars(), getNumDimAndSymbolVars(), &aSymValues);
+
+  // Merge symbols: merge symbols into `other` first from `this`.
+  unsigned s = other.getNumDimVars();
+  for (Value aSymValue : aSymValues) {
+    unsigned loc;
+    // If the var is a symbol in `other`, then align it, otherwise assume that
+    // it is a new symbol
+    if (other.findVar(aSymValue, &loc) && loc >= other.getNumDimVars() &&
+        loc < other.getNumDimAndSymbolVars())
+      other.swapVar(s, loc);
+    else
+      other.insertSymbolVar(s - other.getNumDimVars(), aSymValue);
+    s++;
+  }
+
+  // Symbols that are in other, but not in this, are added at the end.
+  for (unsigned t = other.getNumDimVars() + getNumSymbolVars(),
+                e = other.getNumDimAndSymbolVars();
+       t < e; t++)
+    insertSymbolVar(getNumSymbolVars(), other.getValue(t));
+
+  assert(getNumSymbolVars() == other.getNumSymbolVars() &&
+         "expected same number of symbols");
+  assert(areVarsUnique(*this, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
+  assert(areVarsUnique(other, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
+}
+
+bool FlatLinearValueConstraints::hasConsistentState() const {
+  return IntegerPolyhedron::hasConsistentState() &&
+         values.size() == getNumDimAndSymbolVars();
+}
+
+void FlatLinearValueConstraints::removeVarRange(VarKind kind, unsigned varStart,
+                                                unsigned varLimit) {
+  IntegerPolyhedron::removeVarRange(kind, varStart, varLimit);
+  unsigned offset = getVarKindOffset(kind);
+
+  if (kind != VarKind::Local) {
+    values.erase(values.begin() + varStart + offset,
+                 values.begin() + varLimit + offset);
+  }
+}
+
+AffineMap
+FlatLinearValueConstraints::computeAlignedMap(AffineMap map,
+                                              ValueRange operands) const {
+  assert(map.getNumInputs() == operands.size() && "number of inputs mismatch");
+
+  SmallVector<Value> dims, syms;
+#ifndef NDEBUG
+  SmallVector<Value> newSyms;
+  SmallVector<Value> *newSymsPtr = &newSyms;
+#else
+  SmallVector<Value> *newSymsPtr = nullptr;
+#endif // NDEBUG
+
+  dims.reserve(getNumDimVars());
+  syms.reserve(getNumSymbolVars());
+  for (unsigned i = getVarKindOffset(VarKind::SetDim),
+                e = getVarKindEnd(VarKind::SetDim);
+       i < e; ++i)
+    dims.push_back(values[i] ? *values[i] : Value());
+  for (unsigned i = getVarKindOffset(VarKind::Symbol),
+                e = getVarKindEnd(VarKind::Symbol);
+       i < e; ++i)
+    syms.push_back(values[i] ? *values[i] : Value());
+
+  AffineMap alignedMap =
+      alignAffineMapWithValues(map, operands, dims, syms, newSymsPtr);
+  // All symbols are already part of this FlatAffineValueConstraints.
+  assert(syms.size() == newSymsPtr->size() && "unexpected new/missing symbols");
+  assert(std::equal(syms.begin(), syms.end(), newSymsPtr->begin()) &&
+         "unexpected new/missing symbols");
+  return alignedMap;
+}
+
+bool FlatLinearValueConstraints::findVar(Value val, unsigned *pos) const {
+  unsigned i = 0;
+  for (const auto &mayBeVar : values) {
+    if (mayBeVar && *mayBeVar == val) {
+      *pos = i;
+      return true;
+    }
+    i++;
+  }
+  return false;
+}
+
+bool FlatLinearValueConstraints::containsVar(Value val) const {
+  return llvm::any_of(values, [&](const std::optional<Value> &mayBeVar) {
+    return mayBeVar && *mayBeVar == val;
+  });
+}
+
+void FlatLinearValueConstraints::swapVar(unsigned posA, unsigned posB) {
+  IntegerPolyhedron::swapVar(posA, posB);
+
+  if (getVarKindAt(posA) == VarKind::Local &&
+      getVarKindAt(posB) == VarKind::Local)
+    return;
+
+  // Treat value of a local variable as std::nullopt.
+  if (getVarKindAt(posA) == VarKind::Local)
+    values[posB] = std::nullopt;
+  else if (getVarKindAt(posB) == VarKind::Local)
+    values[posA] = std::nullopt;
+  else
+    std::swap(values[posA], values[posB]);
+}
+
+void FlatLinearValueConstraints::addBound(BoundType type, Value val,
+                                          int64_t value) {
+  unsigned pos;
+  if (!findVar(val, &pos))
+    // This is a pre-condition for this method.
+    assert(0 && "var not found");
+  addBound(type, pos, value);
+}
+
+void FlatLinearConstraints::printSpace(raw_ostream &os) const {
+  IntegerPolyhedron::printSpace(os);
+  os << "(";
+  for (unsigned i = 0, e = getNumDimAndSymbolVars(); i < e; i++)
+    os << "None\t";
+  for (unsigned i = getVarKindOffset(VarKind::Local),
+                e = getVarKindEnd(VarKind::Local);
+       i < e; ++i)
+    os << "Local\t";
+  os << "const)\n";
+}
+
+void FlatLinearValueConstraints::printSpace(raw_ostream &os) const {
+  IntegerPolyhedron::printSpace(os);
+  os << "(";
+  for (unsigned i = 0, e = getNumDimAndSymbolVars(); i < e; i++) {
+    if (hasValue(i))
+      os << "Value\t";
+    else
+      os << "None\t";
+  }
+  for (unsigned i = getVarKindOffset(VarKind::Local),
+                e = getVarKindEnd(VarKind::Local);
+       i < e; ++i)
+    os << "Local\t";
+  os << "const)\n";
+}
+
+void FlatLinearValueConstraints::clearAndCopyFrom(
+    const IntegerRelation &other) {
+
+  if (auto *otherValueSet =
+          dyn_cast<const FlatLinearValueConstraints>(&other)) {
+    *this = *otherValueSet;
+  } else {
+    *static_cast<IntegerRelation *>(this) = other;
+    values.clear();
+    values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
+  }
+}
+
+void FlatLinearValueConstraints::fourierMotzkinEliminate(
+    unsigned pos, bool darkShadow, bool *isResultIntegerExact) {
+  SmallVector<std::optional<Value>, 8> newVals = values;
+  if (getVarKindAt(pos) != VarKind::Local)
+    newVals.erase(newVals.begin() + pos);
+  // Note: Base implementation discards all associated Values.
+  IntegerPolyhedron::fourierMotzkinEliminate(pos, darkShadow,
+                                             isResultIntegerExact);
+  values = newVals;
+  assert(values.size() == getNumDimAndSymbolVars());
+}
+
+void FlatLinearValueConstraints::projectOut(Value val) {
+  unsigned pos;
+  bool ret = findVar(val, &pos);
+  assert(ret);
+  (void)ret;
+  fourierMotzkinEliminate(pos);
+}
+
+LogicalResult FlatLinearValueConstraints::unionBoundingBox(
+    const FlatLinearValueConstraints &otherCst) {
+  assert(otherCst.getNumDimVars() == getNumDimVars() && "dims mismatch");
+  assert(otherCst.getMaybeValues()
+             .slice(0, getNumDimVars())
+             .equals(getMaybeValues().slice(0, getNumDimVars())) &&
+         "dim values mismatch");
+  assert(otherCst.getNumLocalVars() == 0 && "local vars not supported here");
+  assert(getNumLocalVars() == 0 && "local vars not supported yet here");
+
+  // Align `other` to this.
+  if (!areVarsAligned(*this, otherCst)) {
+    FlatLinearValueConstraints otherCopy(otherCst);
+    mergeAndAlignVars(/*offset=*/getNumDimVars(), this, &otherCopy);
+    return IntegerPolyhedron::unionBoundingBox(otherCopy);
+  }
+
+  return IntegerPolyhedron::unionBoundingBox(otherCst);
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Helper functions
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+AffineMap mlir::alignAffineMapWithValues(AffineMap map, ValueRange operands,
+                                         ValueRange dims, ValueRange syms,
+                                         SmallVector<Value> *newSyms) {
+  assert(operands.size() == map.getNumInputs() &&
+         "expected same number of operands and map inputs");
+  MLIRContext *ctx = map.getContext();
+  Builder builder(ctx);
+  SmallVector<AffineExpr> dimReplacements(map.getNumDims(), {});
+  unsigned numSymbols = syms.size();
+  SmallVector<AffineExpr> symReplacements(map.getNumSymbols(), {});
+  if (newSyms) {
+    newSyms->clear();
+    newSyms->append(syms.begin(), syms.end());
+  }
+
+  for (const auto &operand : llvm::enumerate(operands)) {
+    // Compute replacement dim/sym of operand.
+    AffineExpr replacement;
+    auto dimIt = std::find(dims.begin(), dims.end(), operand.value());
+    auto symIt = std::find(syms.begin(), syms.end(), operand.value());
+    if (dimIt != dims.end()) {
+      replacement =
+          builder.getAffineDimExpr(std::distance(dims.begin(), dimIt));
+    } else if (symIt != syms.end()) {
+      replacement =
+          builder.getAffineSymbolExpr(std::distance(syms.begin(), symIt));
+    } else {
+      // This operand is neither a dimension nor a symbol. Add it as a new
+      // symbol.
+      replacement = builder.getAffineSymbolExpr(numSymbols++);
+      if (newSyms)
+        newSyms->push_back(operand.value());
+    }
+    // Add to corresponding replacements vector.
+    if (operand.index() < map.getNumDims()) {
+      dimReplacements[operand.index()] = replacement;
+    } else {
+      symReplacements[operand.index() - map.getNumDims()] = replacement;
+    }
+  }
+
+  return map.replaceDimsAndSymbols(dimReplacements, symReplacements,
+                                   dims.size(), numSymbols);
+}
+
+LogicalResult
+mlir::getMultiAffineFunctionFromMap(AffineMap map,
+                                    MultiAffineFunction &multiAff) {
+  FlatLinearConstraints cst;
+  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flattenedExprs;
+  LogicalResult result = getFlattenedAffineExprs(map, &flattenedExprs, &cst);
+
+  if (result.failed())
+    return failure();
+
+  DivisionRepr divs = cst.getLocalReprs();
+  assert(divs.hasAllReprs() &&
+         "AffineMap cannot produce divs without local representation");
+
+  // TODO: We shouldn't have to do this conversion.
+  Matrix mat(map.getNumResults(), map.getNumInputs() + divs.getNumDivs() + 1);
+  for (unsigned i = 0, e = flattenedExprs.size(); i < e; ++i)
+    for (unsigned j = 0, f = flattenedExprs[i].size(); j < f; ++j)
+      mat(i, j) = flattenedExprs[i][j];
+
+  multiAff = MultiAffineFunction(
+      PresburgerSpace::getRelationSpace(map.getNumDims(), map.getNumResults(),
+                                        map.getNumSymbols(), divs.getNumDivs()),
+      mat, divs);
+
+  return success();
+}
index 03b8b1d..f087dca 100644 (file)
 using namespace mlir;
 using namespace presburger;
 
-namespace {
-
-// See comments for SimpleAffineExprFlattener.
-// An AffineExprFlattener extends a SimpleAffineExprFlattener by recording
-// constraint information associated with mod's, floordiv's, and ceildiv's
-// in FlatAffineValueConstraints 'localVarCst'.
-struct AffineExprFlattener : public SimpleAffineExprFlattener {
-public:
-  // Constraints connecting newly introduced local variables (for mod's and
-  // div's) to existing (dimensional and symbolic) ones. These are always
-  // inequalities.
-  IntegerPolyhedron localVarCst;
-
-  AffineExprFlattener(unsigned nDims, unsigned nSymbols)
-      : SimpleAffineExprFlattener(nDims, nSymbols),
-        localVarCst(PresburgerSpace::getSetSpace(nDims, nSymbols)) {}
-
-private:
-  // Add a local variable (needed to flatten a mod, floordiv, ceildiv expr).
-  // The local variable added is always a floordiv of a pure add/mul affine
-  // function of other variables, coefficients of which are specified in
-  // `dividend' and with respect to the positive constant `divisor'. localExpr
-  // is the simplified tree expression (AffineExpr) corresponding to the
-  // quantifier.
-  void addLocalFloorDivId(ArrayRef<int64_t> dividend, int64_t divisor,
-                          AffineExpr localExpr) override {
-    SimpleAffineExprFlattener::addLocalFloorDivId(dividend, divisor, localExpr);
-    // Update localVarCst.
-    localVarCst.addLocalFloorDiv(dividend, divisor);
-  }
-};
-
-} // namespace
-
-// Flattens the expressions in map. Returns failure if 'expr' was unable to be
-// flattened (i.e., semi-affine expressions not handled yet).
-static LogicalResult
-getFlattenedAffineExprs(ArrayRef<AffineExpr> exprs, unsigned numDims,
-                        unsigned numSymbols,
-                        std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
-                        FlatAffineValueConstraints *localVarCst) {
-  if (exprs.empty()) {
-    if (localVarCst)
-      *localVarCst = FlatAffineValueConstraints(numDims, numSymbols);
-    return success();
-  }
-
-  AffineExprFlattener flattener(numDims, numSymbols);
-  // Use the same flattener to simplify each expression successively. This way
-  // local variables / expressions are shared.
-  for (auto expr : exprs) {
-    if (!expr.isPureAffine())
-      return failure();
-
-    flattener.walkPostOrder(expr);
-  }
-
-  assert(flattener.operandExprStack.size() == exprs.size());
-  flattenedExprs->clear();
-  flattenedExprs->assign(flattener.operandExprStack.begin(),
-                         flattener.operandExprStack.end());
-
-  if (localVarCst)
-    localVarCst->clearAndCopyFrom(flattener.localVarCst);
-
-  return success();
-}
-
-// Flattens 'expr' into 'flattenedExpr'. Returns failure if 'expr' was unable to
-// be flattened (semi-affine expressions not handled yet).
-LogicalResult
-mlir::getFlattenedAffineExpr(AffineExpr expr, unsigned numDims,
-                             unsigned numSymbols,
-                             SmallVectorImpl<int64_t> *flattenedExpr,
-                             FlatAffineValueConstraints *localVarCst) {
-  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flattenedExprs;
-  LogicalResult ret = ::getFlattenedAffineExprs({expr}, numDims, numSymbols,
-                                                &flattenedExprs, localVarCst);
-  *flattenedExpr = flattenedExprs[0];
-  return ret;
-}
-
-/// Flattens the expressions in map. Returns failure if 'expr' was unable to be
-/// flattened (i.e., semi-affine expressions not handled yet).
-LogicalResult mlir::getFlattenedAffineExprs(
-    AffineMap map, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
-    FlatAffineValueConstraints *localVarCst) {
-  if (map.getNumResults() == 0) {
-    if (localVarCst)
-      *localVarCst =
-          FlatAffineValueConstraints(map.getNumDims(), map.getNumSymbols());
-    return success();
-  }
-  return ::getFlattenedAffineExprs(map.getResults(), map.getNumDims(),
-                                   map.getNumSymbols(), flattenedExprs,
-                                   localVarCst);
-}
-
-LogicalResult mlir::getFlattenedAffineExprs(
-    IntegerSet set, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs,
-    FlatAffineValueConstraints *localVarCst) {
-  if (set.getNumConstraints() == 0) {
-    if (localVarCst)
-      *localVarCst =
-          FlatAffineValueConstraints(set.getNumDims(), set.getNumSymbols());
-    return success();
-  }
-  return ::getFlattenedAffineExprs(set.getConstraints(), set.getNumDims(),
-                                   set.getNumSymbols(), flattenedExprs,
-                                   localVarCst);
-}
-
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// FlatAffineConstraints / FlatAffineValueConstraints.
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-std::unique_ptr<FlatAffineValueConstraints>
-FlatAffineValueConstraints::clone() const {
-  return std::make_unique<FlatAffineValueConstraints>(*this);
-}
-
-// Construct from an IntegerSet.
-FlatAffineValueConstraints::FlatAffineValueConstraints(IntegerSet set,
-                                                       ValueRange operands)
-    : IntegerPolyhedron(set.getNumInequalities(), set.getNumEqualities(),
-                        set.getNumDims() + set.getNumSymbols() + 1,
-                        PresburgerSpace::getSetSpace(set.getNumDims(),
-                                                     set.getNumSymbols(),
-                                                     /*numLocals=*/0)) {
-  // Populate values.
-  if (operands.empty()) {
-    values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
-  } else {
-    assert(set.getNumInputs() == operands.size() && "operand count mismatch");
-    values.assign(operands.begin(), operands.end());
-  }
-
-  // Flatten expressions and add them to the constraint system.
-  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flatExprs;
-  FlatAffineValueConstraints localVarCst;
-  if (failed(getFlattenedAffineExprs(set, &flatExprs, &localVarCst))) {
-    assert(false && "flattening unimplemented for semi-affine integer sets");
-    return;
-  }
-  assert(flatExprs.size() == set.getNumConstraints());
-  insertVar(VarKind::Local, getNumVarKind(VarKind::Local),
-            /*num=*/localVarCst.getNumLocalVars());
-
-  for (unsigned i = 0, e = flatExprs.size(); i < e; ++i) {
-    const auto &flatExpr = flatExprs[i];
-    assert(flatExpr.size() == getNumCols());
-    if (set.getEqFlags()[i]) {
-      addEquality(flatExpr);
-    } else {
-      addInequality(flatExpr);
-    }
-  }
-  // Add the other constraints involving local vars from flattening.
-  append(localVarCst);
-}
-
-// Construct a hyperrectangular constraint set from ValueRanges that represent
-// induction variables, lower and upper bounds. `ivs`, `lbs` and `ubs` are
-// expected to match one to one. The order of variables and constraints is:
-//
-// ivs | lbs | ubs | eq/ineq
-// ----+-----+-----+---------
-//   1   -1     0      >= 0
-// ----+-----+-----+---------
-//  -1    0     1      >= 0
-//
-// All dimensions as set as VarKind::SetDim.
-FlatAffineValueConstraints
-FlatAffineValueConstraints::getHyperrectangular(ValueRange ivs, ValueRange lbs,
-                                                ValueRange ubs) {
-  FlatAffineValueConstraints res;
-  unsigned nIvs = ivs.size();
-  assert(nIvs == lbs.size() && "expected as many lower bounds as ivs");
-  assert(nIvs == ubs.size() && "expected as many upper bounds as ivs");
-
-  if (nIvs == 0)
-    return res;
-
-  res.appendDimVar(ivs);
-  unsigned lbsStart = res.appendDimVar(lbs);
-  unsigned ubsStart = res.appendDimVar(ubs);
-
-  MLIRContext *ctx = ivs.front().getContext();
-  for (int ivIdx = 0, e = nIvs; ivIdx < e; ++ivIdx) {
-    // iv - lb >= 0
-    AffineMap lb = AffineMap::get(/*dimCount=*/3 * nIvs, /*symbolCount=*/0,
-                                  getAffineDimExpr(lbsStart + ivIdx, ctx));
-    if (failed(res.addBound(BoundType::LB, ivIdx, lb)))
-      llvm_unreachable("Unexpected FlatAffineValueConstraints creation error");
-    // -iv + ub >= 0
-    AffineMap ub = AffineMap::get(/*dimCount=*/3 * nIvs, /*symbolCount=*/0,
-                                  getAffineDimExpr(ubsStart + ivIdx, ctx));
-    if (failed(res.addBound(BoundType::UB, ivIdx, ub)))
-      llvm_unreachable("Unexpected FlatAffineValueConstraints creation error");
-  }
-  return res;
-}
-
-unsigned FlatAffineValueConstraints::appendDimVar(ValueRange vals) {
-  unsigned pos = getNumDimVars();
-  return insertVar(VarKind::SetDim, pos, vals);
-}
-
-unsigned FlatAffineValueConstraints::appendSymbolVar(ValueRange vals) {
-  unsigned pos = getNumSymbolVars();
-  return insertVar(VarKind::Symbol, pos, vals);
-}
-
-unsigned FlatAffineValueConstraints::insertDimVar(unsigned pos,
-                                                  ValueRange vals) {
-  return insertVar(VarKind::SetDim, pos, vals);
-}
-
-unsigned FlatAffineValueConstraints::insertSymbolVar(unsigned pos,
-                                                     ValueRange vals) {
-  return insertVar(VarKind::Symbol, pos, vals);
-}
-
-unsigned FlatAffineValueConstraints::insertVar(VarKind kind, unsigned pos,
-                                               unsigned num) {
-  unsigned absolutePos = IntegerPolyhedron::insertVar(kind, pos, num);
-
-  if (kind != VarKind::Local) {
-    values.insert(values.begin() + absolutePos, num, std::nullopt);
-    assert(values.size() == getNumDimAndSymbolVars());
-  }
-
-  return absolutePos;
-}
-
-unsigned FlatAffineValueConstraints::insertVar(VarKind kind, unsigned pos,
-                                               ValueRange vals) {
-  assert(!vals.empty() && "expected ValueRange with Values.");
-  assert(kind != VarKind::Local &&
-         "values cannot be attached to local variables.");
-  unsigned num = vals.size();
-  unsigned absolutePos = IntegerPolyhedron::insertVar(kind, pos, num);
-
-  // If a Value is provided, insert it; otherwise use None.
-  for (unsigned i = 0; i < num; ++i)
-    values.insert(values.begin() + absolutePos + i,
-                  vals[i] ? std::optional<Value>(vals[i]) : std::nullopt);
-
-  assert(values.size() == getNumDimAndSymbolVars());
-  return absolutePos;
-}
-
-bool FlatAffineValueConstraints::hasValues() const {
-  return llvm::any_of(
-      values, [](const std::optional<Value> &var) { return var.has_value(); });
-}
-
-/// Checks if two constraint systems are in the same space, i.e., if they are
-/// associated with the same set of variables, appearing in the same order.
-static bool areVarsAligned(const FlatAffineValueConstraints &a,
-                           const FlatAffineValueConstraints &b) {
-  return a.getNumDimVars() == b.getNumDimVars() &&
-         a.getNumSymbolVars() == b.getNumSymbolVars() &&
-         a.getNumVars() == b.getNumVars() &&
-         a.getMaybeValues().equals(b.getMaybeValues());
-}
-
-/// Calls areVarsAligned to check if two constraint systems have the same set
-/// of variables in the same order.
-bool FlatAffineValueConstraints::areVarsAlignedWithOther(
-    const FlatAffineValueConstraints &other) {
-  return areVarsAligned(*this, other);
-}
-
-/// Checks if the SSA values associated with `cst`'s variables in range
-/// [start, end) are unique.
-static bool LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED areVarsUnique(
-    const FlatAffineValueConstraints &cst, unsigned start, unsigned end) {
-
-  assert(start <= cst.getNumDimAndSymbolVars() &&
-         "Start position out of bounds");
-  assert(end <= cst.getNumDimAndSymbolVars() && "End position out of bounds");
-
-  if (start >= end)
-    return true;
-
-  SmallPtrSet<Value, 8> uniqueVars;
-  ArrayRef<std::optional<Value>> maybeValues =
-      cst.getMaybeValues().slice(start, end - start);
-  for (std::optional<Value> val : maybeValues) {
-    if (val && !uniqueVars.insert(*val).second)
-      return false;
-  }
-  return true;
-}
-
-/// Checks if the SSA values associated with `cst`'s variables are unique.
-static bool LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED
-areVarsUnique(const FlatAffineValueConstraints &cst) {
-  return areVarsUnique(cst, 0, cst.getNumDimAndSymbolVars());
-}
-
-/// Checks if the SSA values associated with `cst`'s variables of kind `kind`
-/// are unique.
-static bool LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED
-areVarsUnique(const FlatAffineValueConstraints &cst, VarKind kind) {
-
-  if (kind == VarKind::SetDim)
-    return areVarsUnique(cst, 0, cst.getNumDimVars());
-  if (kind == VarKind::Symbol)
-    return areVarsUnique(cst, cst.getNumDimVars(),
-                         cst.getNumDimAndSymbolVars());
-  llvm_unreachable("Unexpected VarKind");
-}
-
-/// Merge and align the variables of A and B starting at 'offset', so that
-/// both constraint systems get the union of the contained variables that is
-/// dimension-wise and symbol-wise unique; both constraint systems are updated
-/// so that they have the union of all variables, with A's original
-/// variables appearing first followed by any of B's variables that didn't
-/// appear in A. Local variables in B that have the same division
-/// representation as local variables in A are merged into one.
-//  E.g.: Input: A has ((%i, %j) [%M, %N]) and B has (%k, %j) [%P, %N, %M])
-//        Output: both A, B have (%i, %j, %k) [%M, %N, %P]
-static void mergeAndAlignVars(unsigned offset, FlatAffineValueConstraints *a,
-                              FlatAffineValueConstraints *b) {
-  assert(offset <= a->getNumDimVars() && offset <= b->getNumDimVars());
-  // A merge/align isn't meaningful if a cst's vars aren't distinct.
-  assert(areVarsUnique(*a) && "A's values aren't unique");
-  assert(areVarsUnique(*b) && "B's values aren't unique");
-
-  assert(llvm::all_of(
-      llvm::drop_begin(a->getMaybeValues(), offset),
-      [](const std::optional<Value> &var) { return var.has_value(); }));
-
-  assert(llvm::all_of(
-      llvm::drop_begin(b->getMaybeValues(), offset),
-      [](const std::optional<Value> &var) { return var.has_value(); }));
-
-  SmallVector<Value, 4> aDimValues;
-  a->getValues(offset, a->getNumDimVars(), &aDimValues);
-
-  {
-    // Merge dims from A into B.
-    unsigned d = offset;
-    for (auto aDimValue : aDimValues) {
-      unsigned loc;
-      if (b->findVar(aDimValue, &loc)) {
-        assert(loc >= offset && "A's dim appears in B's aligned range");
-        assert(loc < b->getNumDimVars() &&
-               "A's dim appears in B's non-dim position");
-        b->swapVar(d, loc);
-      } else {
-        b->insertDimVar(d, aDimValue);
-      }
-      d++;
-    }
-    // Dimensions that are in B, but not in A, are added at the end.
-    for (unsigned t = a->getNumDimVars(), e = b->getNumDimVars(); t < e; t++) {
-      a->appendDimVar(b->getValue(t));
-    }
-    assert(a->getNumDimVars() == b->getNumDimVars() &&
-           "expected same number of dims");
-  }
-
-  // Merge and align symbols of A and B
-  a->mergeSymbolVars(*b);
-  // Merge and align locals of A and B
-  a->mergeLocalVars(*b);
-
-  assert(areVarsAligned(*a, *b) && "IDs expected to be aligned");
-}
-
-// Call 'mergeAndAlignVars' to align constraint systems of 'this' and 'other'.
-void FlatAffineValueConstraints::mergeAndAlignVarsWithOther(
-    unsigned offset, FlatAffineValueConstraints *other) {
-  mergeAndAlignVars(offset, this, other);
-}
-
-LogicalResult
-FlatAffineValueConstraints::composeMap(const AffineValueMap *vMap) {
-  return composeMatchingMap(
-      computeAlignedMap(vMap->getAffineMap(), vMap->getOperands()));
-}
-
-// Similar to `composeMap` except that no Values need be associated with the
-// constraint system nor are they looked at -- the dimensions and symbols of
-// `other` are expected to correspond 1:1 to `this` system.
-LogicalResult FlatAffineValueConstraints::composeMatchingMap(AffineMap other) {
-  assert(other.getNumDims() == getNumDimVars() && "dim mismatch");
-  assert(other.getNumSymbols() == getNumSymbolVars() && "symbol mismatch");
-
-  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flatExprs;
-  if (failed(flattenAlignedMapAndMergeLocals(other, &flatExprs)))
-    return failure();
-  assert(flatExprs.size() == other.getNumResults());
-
-  // Add dimensions corresponding to the map's results.
-  insertDimVar(/*pos=*/0, /*num=*/other.getNumResults());
-
-  // We add one equality for each result connecting the result dim of the map to
-  // the other variables.
-  // E.g.: if the expression is 16*i0 + i1, and this is the r^th
-  // iteration/result of the value map, we are adding the equality:
-  // d_r - 16*i0 - i1 = 0. Similarly, when flattening (i0 + 1, i0 + 8*i2), we
-  // add two equalities: d_0 - i0 - 1 == 0, d1 - i0 - 8*i2 == 0.
-  for (unsigned r = 0, e = flatExprs.size(); r < e; r++) {
-    const auto &flatExpr = flatExprs[r];
-    assert(flatExpr.size() >= other.getNumInputs() + 1);
-
-    SmallVector<int64_t, 8> eqToAdd(getNumCols(), 0);
-    // Set the coefficient for this result to one.
-    eqToAdd[r] = 1;
-
-    // Dims and symbols.
-    for (unsigned i = 0, f = other.getNumInputs(); i < f; i++) {
-      // Negate `eq[r]` since the newly added dimension will be set to this one.
-      eqToAdd[e + i] = -flatExpr[i];
-    }
-    // Local columns of `eq` are at the beginning.
-    unsigned j = getNumDimVars() + getNumSymbolVars();
-    unsigned end = flatExpr.size() - 1;
-    for (unsigned i = other.getNumInputs(); i < end; i++, j++) {
-      eqToAdd[j] = -flatExpr[i];
-    }
-
-    // Constant term.
-    eqToAdd[getNumCols() - 1] = -flatExpr[flatExpr.size() - 1];
-
-    // Add the equality connecting the result of the map to this constraint set.
-    addEquality(eqToAdd);
-  }
-
-  return success();
-}
-
-// Turn a symbol into a dimension.
-static void turnSymbolIntoDim(FlatAffineValueConstraints *cst, Value value) {
-  unsigned pos;
-  if (cst->findVar(value, &pos) && pos >= cst->getNumDimVars() &&
-      pos < cst->getNumDimAndSymbolVars()) {
-    cst->swapVar(pos, cst->getNumDimVars());
-    cst->setDimSymbolSeparation(cst->getNumSymbolVars() - 1);
-  }
-}
-
-/// Merge and align symbols of `this` and `other` such that both get union of
-/// of symbols that are unique. Symbols in `this` and `other` should be
-/// unique. Symbols with Value as `None` are considered to be inequal to all
-/// other symbols.
-void FlatAffineValueConstraints::mergeSymbolVars(
-    FlatAffineValueConstraints &other) {
-
-  assert(areVarsUnique(*this, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
-  assert(areVarsUnique(other, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
-
-  SmallVector<Value, 4> aSymValues;
-  getValues(getNumDimVars(), getNumDimAndSymbolVars(), &aSymValues);
-
-  // Merge symbols: merge symbols into `other` first from `this`.
-  unsigned s = other.getNumDimVars();
-  for (Value aSymValue : aSymValues) {
-    unsigned loc;
-    // If the var is a symbol in `other`, then align it, otherwise assume that
-    // it is a new symbol
-    if (other.findVar(aSymValue, &loc) && loc >= other.getNumDimVars() &&
-        loc < other.getNumDimAndSymbolVars())
-      other.swapVar(s, loc);
-    else
-      other.insertSymbolVar(s - other.getNumDimVars(), aSymValue);
-    s++;
-  }
-
-  // Symbols that are in other, but not in this, are added at the end.
-  for (unsigned t = other.getNumDimVars() + getNumSymbolVars(),
-                e = other.getNumDimAndSymbolVars();
-       t < e; t++)
-    insertSymbolVar(getNumSymbolVars(), other.getValue(t));
-
-  assert(getNumSymbolVars() == other.getNumSymbolVars() &&
-         "expected same number of symbols");
-  assert(areVarsUnique(*this, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
-  assert(areVarsUnique(other, VarKind::Symbol) && "Symbol vars are not unique");
-}
-
-// Changes all symbol variables which are loop IVs to dim variables.
-void FlatAffineValueConstraints::convertLoopIVSymbolsToDims() {
-  // Gather all symbols which are loop IVs.
-  SmallVector<Value, 4> loopIVs;
-  for (unsigned i = getNumDimVars(), e = getNumDimAndSymbolVars(); i < e; i++) {
-    if (hasValue(i) && getForInductionVarOwner(getValue(i)))
-      loopIVs.push_back(getValue(i));
-  }
-  // Turn each symbol in 'loopIVs' into a dim variable.
-  for (auto iv : loopIVs) {
-    turnSymbolIntoDim(this, iv);
-  }
-}
 
 void FlatAffineValueConstraints::addInductionVarOrTerminalSymbol(Value val) {
   if (containsVar(val))
@@ -709,559 +211,6 @@ void FlatAffineValueConstraints::addAffineIfOpDomain(AffineIfOp ifOp) {
   append(cst);
 }
 
-bool FlatAffineValueConstraints::hasConsistentState() const {
-  return IntegerPolyhedron::hasConsistentState() &&
-         values.size() == getNumDimAndSymbolVars();
-}
-
-void FlatAffineValueConstraints::removeVarRange(VarKind kind, unsigned varStart,
-                                                unsigned varLimit) {
-  IntegerPolyhedron::removeVarRange(kind, varStart, varLimit);
-  unsigned offset = getVarKindOffset(kind);
-
-  if (kind != VarKind::Local) {
-    values.erase(values.begin() + varStart + offset,
-                 values.begin() + varLimit + offset);
-  }
-}
-
-// Determine whether the variable at 'pos' (say var_r) can be expressed as
-// modulo of another known variable (say var_n) w.r.t a constant. For example,
-// if the following constraints hold true:
-// ```
-// 0 <= var_r <= divisor - 1
-// var_n - (divisor * q_expr) = var_r
-// ```
-// where `var_n` is a known variable (called dividend), and `q_expr` is an
-// `AffineExpr` (called the quotient expression), `var_r` can be written as:
-//
-// `var_r = var_n mod divisor`.
-//
-// Additionally, in a special case of the above constaints where `q_expr` is an
-// variable itself that is not yet known (say `var_q`), it can be written as a
-// floordiv in the following way:
-//
-// `var_q = var_n floordiv divisor`.
-//
-// Returns true if the above mod or floordiv are detected, updating 'memo' with
-// these new expressions. Returns false otherwise.
-static bool detectAsMod(const FlatAffineValueConstraints &cst, unsigned pos,
-                        int64_t lbConst, int64_t ubConst,
-                        SmallVectorImpl<AffineExpr> &memo,
-                        MLIRContext *context) {
-  assert(pos < cst.getNumVars() && "invalid position");
-
-  // Check if a divisor satisfying the condition `0 <= var_r <= divisor - 1` can
-  // be determined.
-  if (lbConst != 0 || ubConst < 1)
-    return false;
-  int64_t divisor = ubConst + 1;
-
-  // Check for the aforementioned conditions in each equality.
-  for (unsigned curEquality = 0, numEqualities = cst.getNumEqualities();
-       curEquality < numEqualities; curEquality++) {
-    int64_t coefficientAtPos = cst.atEq64(curEquality, pos);
-    // If current equality does not involve `var_r`, continue to the next
-    // equality.
-    if (coefficientAtPos == 0)
-      continue;
-
-    // Constant term should be 0 in this equality.
-    if (cst.atEq64(curEquality, cst.getNumCols() - 1) != 0)
-      continue;
-
-    // Traverse through the equality and construct the dividend expression
-    // `dividendExpr`, to contain all the variables which are known and are
-    // not divisible by `(coefficientAtPos * divisor)`. Hope here is that the
-    // `dividendExpr` gets simplified into a single variable `var_n` discussed
-    // above.
-    auto dividendExpr = getAffineConstantExpr(0, context);
-
-    // Track the terms that go into quotient expression, later used to detect
-    // additional floordiv.
-    unsigned quotientCount = 0;
-    int quotientPosition = -1;
-    int quotientSign = 1;
-
-    // Consider each term in the current equality.
-    unsigned curVar, e;
-    for (curVar = 0, e = cst.getNumDimAndSymbolVars(); curVar < e; ++curVar) {
-      // Ignore var_r.
-      if (curVar == pos)
-        continue;
-      int64_t coefficientOfCurVar = cst.atEq64(curEquality, curVar);
-      // Ignore vars that do not contribute to the current equality.
-      if (coefficientOfCurVar == 0)
-        continue;
-      // Check if the current var goes into the quotient expression.
-      if (coefficientOfCurVar % (divisor * coefficientAtPos) == 0) {
-        quotientCount++;
-        quotientPosition = curVar;
-        quotientSign = (coefficientOfCurVar * coefficientAtPos) > 0 ? 1 : -1;
-        continue;
-      }
-      // Variables that are part of dividendExpr should be known.
-      if (!memo[curVar])
-        break;
-      // Append the current variable to the dividend expression.
-      dividendExpr = dividendExpr + memo[curVar] * coefficientOfCurVar;
-    }
-
-    // Can't construct expression as it depends on a yet uncomputed var.
-    if (curVar < e)
-      continue;
-
-    // Express `var_r` in terms of the other vars collected so far.
-    if (coefficientAtPos > 0)
-      dividendExpr = (-dividendExpr).floorDiv(coefficientAtPos);
-    else
-      dividendExpr = dividendExpr.floorDiv(-coefficientAtPos);
-
-    // Simplify the expression.
-    dividendExpr = simplifyAffineExpr(dividendExpr, cst.getNumDimVars(),
-                                      cst.getNumSymbolVars());
-    // Only if the final dividend expression is just a single var (which we call
-    // `var_n`), we can proceed.
-    // TODO: Handle AffineSymbolExpr as well. There is no reason to restrict it
-    // to dims themselves.
-    auto dimExpr = dividendExpr.dyn_cast<AffineDimExpr>();
-    if (!dimExpr)
-      continue;
-
-    // Express `var_r` as `var_n % divisor` and store the expression in `memo`.
-    if (quotientCount >= 1) {
-      auto ub = cst.getConstantBound64(
-          FlatAffineValueConstraints::BoundType::UB, dimExpr.getPosition());
-      // If `var_n` has an upperbound that is less than the divisor, mod can be
-      // eliminated altogether.
-      if (ub && *ub < divisor)
-        memo[pos] = dimExpr;
-      else
-        memo[pos] = dimExpr % divisor;
-      // If a unique quotient `var_q` was seen, it can be expressed as
-      // `var_n floordiv divisor`.
-      if (quotientCount == 1 && !memo[quotientPosition])
-        memo[quotientPosition] = dimExpr.floorDiv(divisor) * quotientSign;
-
-      return true;
-    }
-  }
-  return false;
-}
-
-/// Check if the pos^th variable can be expressed as a floordiv of an affine
-/// function of other variables (where the divisor is a positive constant)
-/// given the initial set of expressions in `exprs`. If it can be, the
-/// corresponding position in `exprs` is set as the detected affine expr. For
-/// eg: 4q <= i + j <= 4q + 3   <=>   q = (i + j) floordiv 4. An equality can
-/// also yield a floordiv: eg.  4q = i + j <=> q = (i + j) floordiv 4. 32q + 28
-/// <= i <= 32q + 31 => q = i floordiv 32.
-static bool detectAsFloorDiv(const FlatAffineValueConstraints &cst,
-                             unsigned pos, MLIRContext *context,
-                             SmallVectorImpl<AffineExpr> &exprs) {
-  assert(pos < cst.getNumVars() && "invalid position");
-
-  // Get upper-lower bound pair for this variable.
-  SmallVector<bool, 8> foundRepr(cst.getNumVars(), false);
-  for (unsigned i = 0, e = cst.getNumVars(); i < e; ++i)
-    if (exprs[i])
-      foundRepr[i] = true;
-
-  SmallVector<int64_t, 8> dividend(cst.getNumCols());
-  unsigned divisor;
-  auto ulPair = computeSingleVarRepr(cst, foundRepr, pos, dividend, divisor);
-
-  // No upper-lower bound pair found for this var.
-  if (ulPair.kind == ReprKind::None || ulPair.kind == ReprKind::Equality)
-    return false;
-
-  // Construct the dividend expression.
-  auto dividendExpr = getAffineConstantExpr(dividend.back(), context);
-  for (unsigned c = 0, f = cst.getNumVars(); c < f; c++)
-    if (dividend[c] != 0)
-      dividendExpr = dividendExpr + dividend[c] * exprs[c];
-
-  // Successfully detected the floordiv.
-  exprs[pos] = dividendExpr.floorDiv(divisor);
-  return true;
-}
-
-std::pair<AffineMap, AffineMap>
-FlatAffineValueConstraints::getLowerAndUpperBound(
-    unsigned pos, unsigned offset, unsigned num, unsigned symStartPos,
-    ArrayRef<AffineExpr> localExprs, MLIRContext *context,
-    bool closedUB) const {
-  assert(pos + offset < getNumDimVars() && "invalid dim start pos");
-  assert(symStartPos >= (pos + offset) && "invalid sym start pos");
-  assert(getNumLocalVars() == localExprs.size() &&
-         "incorrect local exprs count");
-
-  SmallVector<unsigned, 4> lbIndices, ubIndices, eqIndices;
-  getLowerAndUpperBoundIndices(pos + offset, &lbIndices, &ubIndices, &eqIndices,
-                               offset, num);
-
-  /// Add to 'b' from 'a' in set [0, offset) U [offset + num, symbStartPos).
-  auto addCoeffs = [&](ArrayRef<int64_t> a, SmallVectorImpl<int64_t> &b) {
-    b.clear();
-    for (unsigned i = 0, e = a.size(); i < e; ++i) {
-      if (i < offset || i >= offset + num)
-        b.push_back(a[i]);
-    }
-  };
-
-  SmallVector<int64_t, 8> lb, ub;
-  SmallVector<AffineExpr, 4> lbExprs;
-  unsigned dimCount = symStartPos - num;
-  unsigned symCount = getNumDimAndSymbolVars() - symStartPos;
-  lbExprs.reserve(lbIndices.size() + eqIndices.size());
-  // Lower bound expressions.
-  for (auto idx : lbIndices) {
-    auto ineq = getInequality64(idx);
-    // Extract the lower bound (in terms of other coeff's + const), i.e., if
-    // i - j + 1 >= 0 is the constraint, 'pos' is for i the lower bound is j
-    // - 1.
-    addCoeffs(ineq, lb);
-    std::transform(lb.begin(), lb.end(), lb.begin(), std::negate<int64_t>());
-    auto expr =
-        getAffineExprFromFlatForm(lb, dimCount, symCount, localExprs, context);
-    // expr ceildiv divisor is (expr + divisor - 1) floordiv divisor
-    int64_t divisor = std::abs(ineq[pos + offset]);
-    expr = (expr + divisor - 1).floorDiv(divisor);
-    lbExprs.push_back(expr);
-  }
-
-  SmallVector<AffineExpr, 4> ubExprs;
-  ubExprs.reserve(ubIndices.size() + eqIndices.size());
-  // Upper bound expressions.
-  for (auto idx : ubIndices) {
-    auto ineq = getInequality64(idx);
-    // Extract the upper bound (in terms of other coeff's + const).
-    addCoeffs(ineq, ub);
-    auto expr =
-        getAffineExprFromFlatForm(ub, dimCount, symCount, localExprs, context);
-    expr = expr.floorDiv(std::abs(ineq[pos + offset]));
-    int64_t ubAdjustment = closedUB ? 0 : 1;
-    ubExprs.push_back(expr + ubAdjustment);
-  }
-
-  // Equalities. It's both a lower and a upper bound.
-  SmallVector<int64_t, 4> b;
-  for (auto idx : eqIndices) {
-    auto eq = getEquality64(idx);
-    addCoeffs(eq, b);
-    if (eq[pos + offset] > 0)
-      std::transform(b.begin(), b.end(), b.begin(), std::negate<int64_t>());
-
-    // Extract the upper bound (in terms of other coeff's + const).
-    auto expr =
-        getAffineExprFromFlatForm(b, dimCount, symCount, localExprs, context);
-    expr = expr.floorDiv(std::abs(eq[pos + offset]));
-    // Upper bound is exclusive.
-    ubExprs.push_back(expr + 1);
-    // Lower bound.
-    expr =
-        getAffineExprFromFlatForm(b, dimCount, symCount, localExprs, context);
-    expr = expr.ceilDiv(std::abs(eq[pos + offset]));
-    lbExprs.push_back(expr);
-  }
-
-  auto lbMap = AffineMap::get(dimCount, symCount, lbExprs, context);
-  auto ubMap = AffineMap::get(dimCount, symCount, ubExprs, context);
-
-  return {lbMap, ubMap};
-}
-
-/// Computes the lower and upper bounds of the first 'num' dimensional
-/// variables (starting at 'offset') as affine maps of the remaining
-/// variables (dimensional and symbolic variables). Local variables are
-/// themselves explicitly computed as affine functions of other variables in
-/// this process if needed.
-void FlatAffineValueConstraints::getSliceBounds(
-    unsigned offset, unsigned num, MLIRContext *context,
-    SmallVectorImpl<AffineMap> *lbMaps, SmallVectorImpl<AffineMap> *ubMaps,
-    bool closedUB) {
-  assert(num < getNumDimVars() && "invalid range");
-
-  // Basic simplification.
-  normalizeConstraintsByGCD();
-
-  LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "getSliceBounds for first " << num
-                          << " variables\n");
-  LLVM_DEBUG(dump());
-
-  // Record computed/detected variables.
-  SmallVector<AffineExpr, 8> memo(getNumVars());
-  // Initialize dimensional and symbolic variables.
-  for (unsigned i = 0, e = getNumDimVars(); i < e; i++) {
-    if (i < offset)
-      memo[i] = getAffineDimExpr(i, context);
-    else if (i >= offset + num)
-      memo[i] = getAffineDimExpr(i - num, context);
-  }
-  for (unsigned i = getNumDimVars(), e = getNumDimAndSymbolVars(); i < e; i++)
-    memo[i] = getAffineSymbolExpr(i - getNumDimVars(), context);
-
-  bool changed;
-  do {
-    changed = false;
-    // Identify yet unknown variables as constants or mod's / floordiv's of
-    // other variables if possible.
-    for (unsigned pos = 0; pos < getNumVars(); pos++) {
-      if (memo[pos])
-        continue;
-
-      auto lbConst = getConstantBound64(BoundType::LB, pos);
-      auto ubConst = getConstantBound64(BoundType::UB, pos);
-      if (lbConst.has_value() && ubConst.has_value()) {
-        // Detect equality to a constant.
-        if (*lbConst == *ubConst) {
-          memo[pos] = getAffineConstantExpr(*lbConst, context);
-          changed = true;
-          continue;
-        }
-
-        // Detect an variable as modulo of another variable w.r.t a
-        // constant.
-        if (detectAsMod(*this, pos, *lbConst, *ubConst, memo, context)) {
-          changed = true;
-          continue;
-        }
-      }
-
-      // Detect an variable as a floordiv of an affine function of other
-      // variables (divisor is a positive constant).
-      if (detectAsFloorDiv(*this, pos, context, memo)) {
-        changed = true;
-        continue;
-      }
-
-      // Detect an variable as an expression of other variables.
-      unsigned idx;
-      if (!findConstraintWithNonZeroAt(pos, /*isEq=*/true, &idx)) {
-        continue;
-      }
-
-      // Build AffineExpr solving for variable 'pos' in terms of all others.
-      auto expr = getAffineConstantExpr(0, context);
-      unsigned j, e;
-      for (j = 0, e = getNumVars(); j < e; ++j) {
-        if (j == pos)
-          continue;
-        int64_t c = atEq64(idx, j);
-        if (c == 0)
-          continue;
-        // If any of the involved IDs hasn't been found yet, we can't proceed.
-        if (!memo[j])
-          break;
-        expr = expr + memo[j] * c;
-      }
-      if (j < e)
-        // Can't construct expression as it depends on a yet uncomputed
-        // variable.
-        continue;
-
-      // Add constant term to AffineExpr.
-      expr = expr + atEq64(idx, getNumVars());
-      int64_t vPos = atEq64(idx, pos);
-      assert(vPos != 0 && "expected non-zero here");
-      if (vPos > 0)
-        expr = (-expr).floorDiv(vPos);
-      else
-        // vPos < 0.
-        expr = expr.floorDiv(-vPos);
-      // Successfully constructed expression.
-      memo[pos] = expr;
-      changed = true;
-    }
-    // This loop is guaranteed to reach a fixed point - since once an
-    // variable's explicit form is computed (in memo[pos]), it's not updated
-    // again.
-  } while (changed);
-
-  int64_t ubAdjustment = closedUB ? 0 : 1;
-
-  // Set the lower and upper bound maps for all the variables that were
-  // computed as affine expressions of the rest as the "detected expr" and
-  // "detected expr + 1" respectively; set the undetected ones to null.
-  std::optional<FlatAffineValueConstraints> tmpClone;
-  for (unsigned pos = 0; pos < num; pos++) {
-    unsigned numMapDims = getNumDimVars() - num;
-    unsigned numMapSymbols = getNumSymbolVars();
-    AffineExpr expr = memo[pos + offset];
-    if (expr)
-      expr = simplifyAffineExpr(expr, numMapDims, numMapSymbols);
-
-    AffineMap &lbMap = (*lbMaps)[pos];
-    AffineMap &ubMap = (*ubMaps)[pos];
-
-    if (expr) {
-      lbMap = AffineMap::get(numMapDims, numMapSymbols, expr);
-      ubMap = AffineMap::get(numMapDims, numMapSymbols, expr + ubAdjustment);
-    } else {
-      // TODO: Whenever there are local variables in the dependence
-      // constraints, we'll conservatively over-approximate, since we don't
-      // always explicitly compute them above (in the while loop).
-      if (getNumLocalVars() == 0) {
-        // Work on a copy so that we don't update this constraint system.
-        if (!tmpClone) {
-          tmpClone.emplace(FlatAffineValueConstraints(*this));
-          // Removing redundant inequalities is necessary so that we don't get
-          // redundant loop bounds.
-          tmpClone->removeRedundantInequalities();
-        }
-        std::tie(lbMap, ubMap) = tmpClone->getLowerAndUpperBound(
-            pos, offset, num, getNumDimVars(), /*localExprs=*/{}, context,
-            closedUB);
-      }
-
-      // If the above fails, we'll just use the constant lower bound and the
-      // constant upper bound (if they exist) as the slice bounds.
-      // TODO: being conservative for the moment in cases that
-      // lead to multiple bounds - until getConstDifference in LoopFusion.cpp is
-      // fixed (b/126426796).
-      if (!lbMap || lbMap.getNumResults() > 1) {
-        LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
-                   << "WARNING: Potentially over-approximating slice lb\n");
-        auto lbConst = getConstantBound64(BoundType::LB, pos + offset);
-        if (lbConst.has_value()) {
-          lbMap = AffineMap::get(numMapDims, numMapSymbols,
-                                 getAffineConstantExpr(*lbConst, context));
-        }
-      }
-      if (!ubMap || ubMap.getNumResults() > 1) {
-        LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
-                   << "WARNING: Potentially over-approximating slice ub\n");
-        auto ubConst = getConstantBound64(BoundType::UB, pos + offset);
-        if (ubConst.has_value()) {
-          ubMap = AffineMap::get(
-              numMapDims, numMapSymbols,
-              getAffineConstantExpr(*ubConst + ubAdjustment, context));
-        }
-      }
-    }
-    LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
-               << "lb map for pos = " << Twine(pos + offset) << ", expr: ");
-    LLVM_DEBUG(lbMap.dump(););
-    LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
-               << "ub map for pos = " << Twine(pos + offset) << ", expr: ");
-    LLVM_DEBUG(ubMap.dump(););
-  }
-}
-
-LogicalResult FlatAffineValueConstraints::flattenAlignedMapAndMergeLocals(
-    AffineMap map, std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> *flattenedExprs) {
-  FlatAffineValueConstraints localCst;
-  if (failed(getFlattenedAffineExprs(map, flattenedExprs, &localCst))) {
-    LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
-               << "composition unimplemented for semi-affine maps\n");
-    return failure();
-  }
-
-  // Add localCst information.
-  if (localCst.getNumLocalVars() > 0) {
-    unsigned numLocalVars = getNumLocalVars();
-    // Insert local dims of localCst at the beginning.
-    insertLocalVar(/*pos=*/0, /*num=*/localCst.getNumLocalVars());
-    // Insert local dims of `this` at the end of localCst.
-    localCst.appendLocalVar(/*num=*/numLocalVars);
-    // Dimensions of localCst and this constraint set match. Append localCst to
-    // this constraint set.
-    append(localCst);
-  }
-
-  return success();
-}
-
-LogicalResult FlatAffineValueConstraints::addBound(BoundType type, unsigned pos,
-                                                   AffineMap boundMap,
-                                                   bool isClosedBound) {
-  assert(boundMap.getNumDims() == getNumDimVars() && "dim mismatch");
-  assert(boundMap.getNumSymbols() == getNumSymbolVars() && "symbol mismatch");
-  assert(pos < getNumDimAndSymbolVars() && "invalid position");
-  assert((type != BoundType::EQ || isClosedBound) &&
-         "EQ bound must be closed.");
-
-  // Equality follows the logic of lower bound except that we add an equality
-  // instead of an inequality.
-  assert((type != BoundType::EQ || boundMap.getNumResults() == 1) &&
-         "single result expected");
-  bool lower = type == BoundType::LB || type == BoundType::EQ;
-
-  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flatExprs;
-  if (failed(flattenAlignedMapAndMergeLocals(boundMap, &flatExprs)))
-    return failure();
-  assert(flatExprs.size() == boundMap.getNumResults());
-
-  // Add one (in)equality for each result.
-  for (const auto &flatExpr : flatExprs) {
-    SmallVector<int64_t> ineq(getNumCols(), 0);
-    // Dims and symbols.
-    for (unsigned j = 0, e = boundMap.getNumInputs(); j < e; j++) {
-      ineq[j] = lower ? -flatExpr[j] : flatExpr[j];
-    }
-    // Invalid bound: pos appears in `boundMap`.
-    // TODO: This should be an assertion. Fix `addDomainFromSliceMaps` and/or
-    // its callers to prevent invalid bounds from being added.
-    if (ineq[pos] != 0)
-      continue;
-    ineq[pos] = lower ? 1 : -1;
-    // Local columns of `ineq` are at the beginning.
-    unsigned j = getNumDimVars() + getNumSymbolVars();
-    unsigned end = flatExpr.size() - 1;
-    for (unsigned i = boundMap.getNumInputs(); i < end; i++, j++) {
-      ineq[j] = lower ? -flatExpr[i] : flatExpr[i];
-    }
-    // Make the bound closed in if flatExpr is open. The inequality is always
-    // created in the upper bound form, so the adjustment is -1.
-    int64_t boundAdjustment = (isClosedBound || type == BoundType::EQ) ? 0 : -1;
-    // Constant term.
-    ineq[getNumCols() - 1] = (lower ? -flatExpr[flatExpr.size() - 1]
-                                    : flatExpr[flatExpr.size() - 1]) +
-                             boundAdjustment;
-    type == BoundType::EQ ? addEquality(ineq) : addInequality(ineq);
-  }
-
-  return success();
-}
-
-LogicalResult FlatAffineValueConstraints::addBound(BoundType type, unsigned pos,
-                                                   AffineMap boundMap) {
-  return addBound(type, pos, boundMap, /*isClosedBound=*/type != BoundType::UB);
-}
-
-AffineMap
-FlatAffineValueConstraints::computeAlignedMap(AffineMap map,
-                                              ValueRange operands) const {
-  assert(map.getNumInputs() == operands.size() && "number of inputs mismatch");
-
-  SmallVector<Value> dims, syms;
-#ifndef NDEBUG
-  SmallVector<Value> newSyms;
-  SmallVector<Value> *newSymsPtr = &newSyms;
-#else
-  SmallVector<Value> *newSymsPtr = nullptr;
-#endif // NDEBUG
-
-  dims.reserve(getNumDimVars());
-  syms.reserve(getNumSymbolVars());
-  for (unsigned i = getVarKindOffset(VarKind::SetDim),
-                e = getVarKindEnd(VarKind::SetDim);
-       i < e; ++i)
-    dims.push_back(values[i] ? *values[i] : Value());
-  for (unsigned i = getVarKindOffset(VarKind::Symbol),
-                e = getVarKindEnd(VarKind::Symbol);
-       i < e; ++i)
-    syms.push_back(values[i] ? *values[i] : Value());
-
-  AffineMap alignedMap =
-      alignAffineMapWithValues(map, operands, dims, syms, newSymsPtr);
-  // All symbols are already part of this FlatAffineConstraints.
-  assert(syms.size() == newSymsPtr->size() && "unexpected new/missing symbols");
-  assert(std::equal(syms.begin(), syms.end(), newSymsPtr->begin()) &&
-         "unexpected new/missing symbols");
-  return alignedMap;
-}
-
 LogicalResult FlatAffineValueConstraints::addBound(BoundType type, unsigned pos,
                                                    AffineMap boundMap,
                                                    ValueRange boundOperands) {
@@ -1329,149 +278,34 @@ LogicalResult FlatAffineValueConstraints::addSliceBounds(
   return success();
 }
 
-bool FlatAffineValueConstraints::findVar(Value val, unsigned *pos) const {
-  unsigned i = 0;
-  for (const auto &mayBeVar : values) {
-    if (mayBeVar && *mayBeVar == val) {
-      *pos = i;
-      return true;
-    }
-    i++;
-  }
-  return false;
-}
-
-bool FlatAffineValueConstraints::containsVar(Value val) const {
-  return llvm::any_of(values, [&](const std::optional<Value> &mayBeVar) {
-    return mayBeVar && *mayBeVar == val;
-  });
-}
-
-void FlatAffineValueConstraints::swapVar(unsigned posA, unsigned posB) {
-  IntegerPolyhedron::swapVar(posA, posB);
-
-  if (getVarKindAt(posA) == VarKind::Local &&
-      getVarKindAt(posB) == VarKind::Local)
-    return;
-
-  // Treat value of a local variable as std::nullopt.
-  if (getVarKindAt(posA) == VarKind::Local)
-    values[posB] = std::nullopt;
-  else if (getVarKindAt(posB) == VarKind::Local)
-    values[posA] = std::nullopt;
-  else
-    std::swap(values[posA], values[posB]);
+LogicalResult
+FlatAffineValueConstraints::composeMap(const AffineValueMap *vMap) {
+  return composeMatchingMap(
+      computeAlignedMap(vMap->getAffineMap(), vMap->getOperands()));
 }
 
-void FlatAffineValueConstraints::addBound(BoundType type, Value val,
-                                          int64_t value) {
+// Turn a symbol into a dimension.
+static void turnSymbolIntoDim(FlatAffineValueConstraints *cst, Value value) {
   unsigned pos;
-  if (!findVar(val, &pos))
-    // This is a pre-condition for this method.
-    assert(0 && "var not found");
-  addBound(type, pos, value);
-}
-
-void FlatAffineValueConstraints::printSpace(raw_ostream &os) const {
-  IntegerPolyhedron::printSpace(os);
-  os << "(";
-  for (unsigned i = 0, e = getNumDimAndSymbolVars(); i < e; i++) {
-    if (hasValue(i))
-      os << "Value\t";
-    else
-      os << "None\t";
+  if (cst->findVar(value, &pos) && pos >= cst->getNumDimVars() &&
+      pos < cst->getNumDimAndSymbolVars()) {
+    cst->swapVar(pos, cst->getNumDimVars());
+    cst->setDimSymbolSeparation(cst->getNumSymbolVars() - 1);
   }
-  for (unsigned i = getVarKindOffset(VarKind::Local),
-                e = getVarKindEnd(VarKind::Local);
-       i < e; ++i)
-    os << "Local\t";
-  os << "const)\n";
 }
 
-void FlatAffineValueConstraints::clearAndCopyFrom(
-    const IntegerRelation &other) {
-
-  if (auto *otherValueSet =
-          dyn_cast<const FlatAffineValueConstraints>(&other)) {
-    *this = *otherValueSet;
-  } else {
-    *static_cast<IntegerRelation *>(this) = other;
-    values.clear();
-    values.resize(getNumDimAndSymbolVars(), std::nullopt);
+// Changes all symbol variables which are loop IVs to dim variables.
+void FlatAffineValueConstraints::convertLoopIVSymbolsToDims() {
+  // Gather all symbols which are loop IVs.
+  SmallVector<Value, 4> loopIVs;
+  for (unsigned i = getNumDimVars(), e = getNumDimAndSymbolVars(); i < e; i++) {
+    if (hasValue(i) && getForInductionVarOwner(getValue(i)))
+      loopIVs.push_back(getValue(i));
   }
-}
-
-void FlatAffineValueConstraints::fourierMotzkinEliminate(
-    unsigned pos, bool darkShadow, bool *isResultIntegerExact) {
-  SmallVector<std::optional<Value>, 8> newVals = values;
-  if (getVarKindAt(pos) != VarKind::Local)
-    newVals.erase(newVals.begin() + pos);
-  // Note: Base implementation discards all associated Values.
-  IntegerPolyhedron::fourierMotzkinEliminate(pos, darkShadow,
-                                             isResultIntegerExact);
-  values = newVals;
-  assert(values.size() == getNumDimAndSymbolVars());
-}
-
-void FlatAffineValueConstraints::projectOut(Value val) {
-  unsigned pos;
-  bool ret = findVar(val, &pos);
-  assert(ret);
-  (void)ret;
-  fourierMotzkinEliminate(pos);
-}
-
-LogicalResult FlatAffineValueConstraints::unionBoundingBox(
-    const FlatAffineValueConstraints &otherCst) {
-  assert(otherCst.getNumDimVars() == getNumDimVars() && "dims mismatch");
-  assert(otherCst.getMaybeValues()
-             .slice(0, getNumDimVars())
-             .equals(getMaybeValues().slice(0, getNumDimVars())) &&
-         "dim values mismatch");
-  assert(otherCst.getNumLocalVars() == 0 && "local vars not supported here");
-  assert(getNumLocalVars() == 0 && "local vars not supported yet here");
-
-  // Align `other` to this.
-  if (!areVarsAligned(*this, otherCst)) {
-    FlatAffineValueConstraints otherCopy(otherCst);
-    mergeAndAlignVars(/*offset=*/getNumDimVars(), this, &otherCopy);
-    return IntegerPolyhedron::unionBoundingBox(otherCopy);
+  // Turn each symbol in 'loopIVs' into a dim variable.
+  for (auto iv : loopIVs) {
+    turnSymbolIntoDim(this, iv);
   }
-
-  return IntegerPolyhedron::unionBoundingBox(otherCst);
-}
-
-/// Compute an explicit representation for local vars. For all systems coming
-/// from MLIR integer sets, maps, or expressions where local vars were
-/// introduced to model floordivs and mods, this always succeeds.
-static LogicalResult computeLocalVars(const FlatAffineValueConstraints &cst,
-                                      SmallVectorImpl<AffineExpr> &memo,
-                                      MLIRContext *context) {
-  unsigned numDims = cst.getNumDimVars();
-  unsigned numSyms = cst.getNumSymbolVars();
-
-  // Initialize dimensional and symbolic variables.
-  for (unsigned i = 0; i < numDims; i++)
-    memo[i] = getAffineDimExpr(i, context);
-  for (unsigned i = numDims, e = numDims + numSyms; i < e; i++)
-    memo[i] = getAffineSymbolExpr(i - numDims, context);
-
-  bool changed;
-  do {
-    // Each time `changed` is true at the end of this iteration, one or more
-    // local vars would have been detected as floordivs and set in memo; so the
-    // number of null entries in memo[...] strictly reduces; so this converges.
-    changed = false;
-    for (unsigned i = 0, e = cst.getNumLocalVars(); i < e; ++i)
-      if (!memo[numDims + numSyms + i] &&
-          detectAsFloorDiv(cst, /*pos=*/numDims + numSyms + i, context, memo))
-        changed = true;
-  } while (changed);
-
-  ArrayRef<AffineExpr> localExprs =
-      ArrayRef<AffineExpr>(memo).take_back(cst.getNumLocalVars());
-  return success(
-      llvm::all_of(localExprs, [](AffineExpr expr) { return expr; }));
 }
 
 void FlatAffineValueConstraints::getIneqAsAffineValueMap(
@@ -1485,7 +319,7 @@ void FlatAffineValueConstraints::getIneqAsAffineValueMap(
 
   // Get expressions for local vars.
   SmallVector<AffineExpr, 8> memo(getNumVars(), AffineExpr());
-  if (failed(computeLocalVars(*this, memo, context)))
+  if (failed(computeLocalVars(memo, context)))
     assert(false &&
            "one or more local exprs do not have an explicit representation");
   auto localExprs = ArrayRef<AffineExpr>(memo).take_back(getNumLocalVars());
@@ -1519,105 +353,6 @@ void FlatAffineValueConstraints::getIneqAsAffineValueMap(
   vmap.reset(AffineMap::get(numDims - 1, numSyms, boundExpr), operands);
 }
 
-IntegerSet
-FlatAffineValueConstraints::getAsIntegerSet(MLIRContext *context) const {
-  if (getNumConstraints() == 0)
-    // Return universal set (always true): 0 == 0.
-    return IntegerSet::get(getNumDimVars(), getNumSymbolVars(),
-                           getAffineConstantExpr(/*constant=*/0, context),
-                           /*eqFlags=*/true);
-
-  // Construct local references.
-  SmallVector<AffineExpr, 8> memo(getNumVars(), AffineExpr());
-
-  if (failed(computeLocalVars(*this, memo, context))) {
-    // Check if the local variables without an explicit representation have
-    // zero coefficients everywhere.
-    SmallVector<unsigned> noLocalRepVars;
-    unsigned numDimsSymbols = getNumDimAndSymbolVars();
-    for (unsigned i = numDimsSymbols, e = getNumVars(); i < e; ++i) {
-      if (!memo[i] && !isColZero(/*pos=*/i))
-        noLocalRepVars.push_back(i - numDimsSymbols);
-    }
-    if (!noLocalRepVars.empty()) {
-      LLVM_DEBUG({
-        llvm::dbgs() << "local variables at position(s) ";
-        llvm::interleaveComma(noLocalRepVars, llvm::dbgs());
-        llvm::dbgs() << " do not have an explicit representation in:\n";
-        this->dump();
-      });
-      return IntegerSet();
-    }
-  }
-
-  ArrayRef<AffineExpr> localExprs =
-      ArrayRef<AffineExpr>(memo).take_back(getNumLocalVars());
-
-  // Construct the IntegerSet from the equalities/inequalities.
-  unsigned numDims = getNumDimVars();
-  unsigned numSyms = getNumSymbolVars();
-
-  SmallVector<bool, 16> eqFlags(getNumConstraints());
-  std::fill(eqFlags.begin(), eqFlags.begin() + getNumEqualities(), true);
-  std::fill(eqFlags.begin() + getNumEqualities(), eqFlags.end(), false);
-
-  SmallVector<AffineExpr, 8> exprs;
-  exprs.reserve(getNumConstraints());
-
-  for (unsigned i = 0, e = getNumEqualities(); i < e; ++i)
-    exprs.push_back(getAffineExprFromFlatForm(getEquality64(i), numDims,
-                                              numSyms, localExprs, context));
-  for (unsigned i = 0, e = getNumInequalities(); i < e; ++i)
-    exprs.push_back(getAffineExprFromFlatForm(getInequality64(i), numDims,
-                                              numSyms, localExprs, context));
-  return IntegerSet::get(numDims, numSyms, exprs, eqFlags);
-}
-
-AffineMap mlir::alignAffineMapWithValues(AffineMap map, ValueRange operands,
-                                         ValueRange dims, ValueRange syms,
-                                         SmallVector<Value> *newSyms) {
-  assert(operands.size() == map.getNumInputs() &&
-         "expected same number of operands and map inputs");
-  MLIRContext *ctx = map.getContext();
-  Builder builder(ctx);
-  SmallVector<AffineExpr> dimReplacements(map.getNumDims(), {});
-  unsigned numSymbols = syms.size();
-  SmallVector<AffineExpr> symReplacements(map.getNumSymbols(), {});
-  if (newSyms) {
-    newSyms->clear();
-    newSyms->append(syms.begin(), syms.end());
-  }
-
-  for (const auto &operand : llvm::enumerate(operands)) {
-    // Compute replacement dim/sym of operand.
-    AffineExpr replacement;
-    auto dimIt = std::find(dims.begin(), dims.end(), operand.value());
-    auto symIt = std::find(syms.begin(), syms.end(), operand.value());
-    if (dimIt != dims.end()) {
-      replacement =
-          builder.getAffineDimExpr(std::distance(dims.begin(), dimIt));
-    } else if (symIt != syms.end()) {
-      replacement =
-          builder.getAffineSymbolExpr(std::distance(syms.begin(), symIt));
-    } else {
-      // This operand is neither a dimension nor a symbol. Add it as a new
-      // symbol.
-      replacement = builder.getAffineSymbolExpr(numSymbols++);
-      if (newSyms)
-        newSyms->push_back(operand.value());
-    }
-    // Add to corresponding replacements vector.
-    if (operand.index() < map.getNumDims()) {
-      dimReplacements[operand.index()] = replacement;
-    } else {
-      symReplacements[operand.index() - map.getNumDims()] = replacement;
-    }
-  }
-
-  return map.replaceDimsAndSymbols(dimReplacements, symReplacements,
-                                   dims.size(), numSymbols);
-}
-
 FlatAffineValueConstraints FlatAffineRelation::getDomainSet() const {
   FlatAffineValueConstraints domain = *this;
   // Convert all range variables to local variables.
@@ -1806,31 +541,3 @@ LogicalResult mlir::getRelationFromMap(const AffineValueMap &map,
 
   return success();
 }
-
-LogicalResult
-mlir::getMultiAffineFunctionFromMap(AffineMap map,
-                                    MultiAffineFunction &multiAff) {
-  FlatAffineValueConstraints cst;
-  std::vector<SmallVector<int64_t, 8>> flattenedExprs;
-  LogicalResult result = getFlattenedAffineExprs(map, &flattenedExprs, &cst);
-
-  if (result.failed())
-    return failure();
-
-  DivisionRepr divs = cst.getLocalReprs();
-  assert(divs.hasAllReprs() &&
-         "AffineMap cannot produce divs without local representation");
-
-  // TODO: We shouldn't have to do this conversion.
-  Matrix mat(map.getNumResults(), map.getNumInputs() + divs.getNumDivs() + 1);
-  for (unsigned i = 0, e = flattenedExprs.size(); i < e; ++i)
-    for (unsigned j = 0, f = flattenedExprs[i].size(); j < f; ++j)
-      mat(i, j) = flattenedExprs[i][j];
-
-  multiAff = MultiAffineFunction(
-      PresburgerSpace::getRelationSpace(map.getNumDims(), map.getNumResults(),
-                                        map.getNumSymbols(), divs.getNumDivs()),
-      mat, divs);
-
-  return success();
-}
index 554452c..8564bac 100644 (file)
@@ -1290,7 +1290,7 @@ void SimpleAffineExprFlattener::addLocalVariableSemiAffine(
 // A floordiv is thus flattened by introducing a new local variable q, and
 // replacing that expression with 'q' while adding the constraints
 // c * q <= expr <= c * q + c - 1 to localVarCst (done by
-// FlatAffineConstraints::addLocalFloorDiv).
+// IntegerRelation::addLocalFloorDiv).
 //
 // A ceildiv is similarly flattened:
 // t = expr ceildiv c   <=> t =  (expr + c - 1) floordiv c
index c924d2b..39c8ab9 100644 (file)
@@ -829,7 +829,7 @@ bool MutableAffineMap::isMultipleOf(unsigned idx, int64_t factor) const {
   if (results[idx].isMultipleOf(factor))
     return true;
 
-  // TODO: use simplifyAffineExpr and FlatAffineConstraints to
+  // TODO: use simplifyAffineExpr and FlatAffineValueConstraints to
   // complete this (for a more powerful analysis).
   return false;
 }
index fce6bdb..80909ab 100644 (file)
@@ -201,7 +201,7 @@ func.func @out_of_bounds() {
 // This test case accesses within bounds. Without removal of a certain type of
 // trivially redundant constraints (those differing only in their constant
 // term), the number of constraints here explodes, and this would return out of
-// bounds errors conservatively due to FlatAffineConstraints::kExplosionFactor.
+// bounds errors conservatively due to IntegerRelation::kExplosionFactor.
 #map3 = affine_map<(d0, d1) -> ((d0 * 72 + d1) floordiv 2304 + ((((d0 * 72 + d1) mod 2304) mod 1152) mod 9) floordiv 3)>
 #map4 = affine_map<(d0, d1) -> ((d0 * 72 + d1) mod 2304 - (((d0 * 72 + d1) mod 2304) floordiv 1152) * 1151 - ((((d0 * 72 + d1) mod 2304) mod 1152) floordiv 9) * 9 - (((((d0 * 72 + d1) mod 2304) mod 1152) mod 9) floordiv 3) * 3)>
 #map5 = affine_map<(d0, d1) -> (((((d0 * 72 + d1) mod 2304) mod 1152) floordiv 9) floordiv 8)>
index 3a16a33..f272277 100644 (file)
@@ -636,7 +636,7 @@ func.func @mod_deps() {
   affine.for %i0 = 0 to 10 {
     %a0 = affine.apply affine_map<(d0) -> (d0 mod 2)> (%i0)
     // Results are conservative here since we currently don't have a way to
-    // represent strided sets in FlatAffineConstraints.
+    // represent strided sets in FlatAffineValueConstraints.
     %v0 = affine.load %m[%a0] : memref<100xf32>
     // expected-remark@above {{dependence from 0 to 0 at depth 1 = false}}
     // expected-remark@above {{dependence from 0 to 0 at depth 2 = false}}