extract isl_basic_set_scan from polytope_scan.c
authorSven Verdoolaege <skimo@kotnet.org>
Tue, 20 Oct 2009 10:34:24 +0000 (12:34 +0200)
committerSven Verdoolaege <skimo@kotnet.org>
Wed, 21 Oct 2009 20:58:47 +0000 (22:58 +0200)
Makefile.am
isl_scan.c [new file with mode: 0644]
isl_scan.h [new file with mode: 0644]
polytope_scan.c

index 67e85f9..fec0f21 100644 (file)
@@ -75,6 +75,8 @@ libisl_la_SOURCES = \
        isl_piplib.h \
        isl_sample.h \
        isl_sample.c \
+       isl_scan.c \
+       isl_scan.h \
        isl_stream.c \
        isl_stream.h \
        isl_seq.c \
diff --git a/isl_scan.c b/isl_scan.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2b7711a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,160 @@
+#include "isl_basis_reduction.h"
+#include "isl_scan.h"
+#include "isl_seq.h"
+#include "isl_tab.h"
+
+/* Call callback->add with the current sample value of the tableau "tab".
+ */
+static int add_solution(struct isl_tab *tab, struct isl_scan_callback *callback)
+{
+       struct isl_vec *sample;
+
+       if (!tab)
+               return -1;
+       sample = isl_tab_get_sample_value(tab);
+       if (!sample)
+               return -1;
+
+       return callback->add(callback, sample);
+}
+
+static int scan_0D(struct isl_basic_set *bset,
+       struct isl_scan_callback *callback)
+{
+       struct isl_vec *sample;
+
+       sample = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1);
+       isl_basic_set_free(bset);
+
+       if (!sample)
+               return -1;
+
+       isl_int_set_si(sample->el[0], 1);
+
+       return callback->add(callback, sample);
+}
+
+/* Look for all integer points in "bset", which is assumed to be unbounded,
+ * and call callback->add on each of them.
+ *
+ * We first compute a reduced basis for the set and then scan
+ * the set in the directions of this basis.
+ * We basically perform a depth first search, where in each level i
+ * we compute the range in the i-th basis vector direction, given
+ * fixed values in the directions of the previous basis vector.
+ * We then add an equality to the tableau fixing the value in the
+ * direction of the current basis vector to each value in the range
+ * in turn and then continue to the next level.
+ *
+ * The search is implemented iteratively.  "level" identifies the current
+ * basis vector.  "init" is true if we want the first value at the current
+ * level and false if we want the next value.
+ * Solutions are added in the leaves of the search tree, i.e., after
+ * we have fixed a value in each direction of the basis.
+ */
+int isl_basic_set_scan(struct isl_basic_set *bset,
+       struct isl_scan_callback *callback)
+{
+       unsigned dim;
+       struct isl_mat *B = NULL;
+       struct isl_tab *tab = NULL;
+       struct isl_vec *min;
+       struct isl_vec *max;
+       struct isl_tab_undo **snap;
+       int level;
+       int init;
+       enum isl_lp_result res;
+
+       if (!bset)
+               return -1;
+
+       dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
+       if (dim == 0)
+               return scan_0D(bset, callback);
+
+       min = isl_vec_alloc(bset->ctx, dim);
+       max = isl_vec_alloc(bset->ctx, dim);
+       snap = isl_alloc_array(bset->ctx, struct isl_tab_undo *, dim);
+
+       if (!min || !max || !snap)
+               goto error;
+
+       tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
+       if (!tab)
+               goto error;
+
+       tab->basis = isl_mat_identity(bset->ctx, 1 + dim);
+       if (1)
+               tab = isl_tab_compute_reduced_basis(tab);
+       if (!tab)
+               goto error;
+       B = isl_mat_copy(tab->basis);
+       if (!B)
+               goto error;
+
+       level = 0;
+       init = 1;
+
+       while (level >= 0) {
+               int empty = 0;
+               if (init) {
+                       res = isl_tab_min(tab, B->row[1 + level],
+                                   bset->ctx->one, &min->el[level], NULL, 0);
+                       if (res == isl_lp_empty)
+                               empty = 1;
+                       if (res == isl_lp_error || res == isl_lp_unbounded)
+                               goto error;
+                       isl_seq_neg(B->row[1 + level] + 1,
+                                   B->row[1 + level] + 1, dim);
+                       res = isl_tab_min(tab, B->row[1 + level],
+                                   bset->ctx->one, &max->el[level], NULL, 0);
+                       isl_seq_neg(B->row[1 + level] + 1,
+                                   B->row[1 + level] + 1, dim);
+                       isl_int_neg(max->el[level], max->el[level]);
+                       if (res == isl_lp_empty)
+                               empty = 1;
+                       if (res == isl_lp_error || res == isl_lp_unbounded)
+                               goto error;
+                       snap[level] = isl_tab_snap(tab);
+               } else
+                       isl_int_add_ui(min->el[level], min->el[level], 1);
+
+               if (empty || isl_int_gt(min->el[level], max->el[level])) {
+                       level--;
+                       init = 0;
+                       if (level >= 0)
+                               if (isl_tab_rollback(tab, snap[level]) < 0)
+                                       goto error;
+                       continue;
+               }
+               isl_int_neg(B->row[1 + level][0], min->el[level]);
+               tab = isl_tab_add_valid_eq(tab, B->row[1 + level]);
+               isl_int_set_si(B->row[1 + level][0], 0);
+               if (level < dim - 1) {
+                       ++level;
+                       init = 1;
+                       continue;
+               }
+               if (add_solution(tab, callback) < 0)
+                       goto error;
+               init = 0;
+               if (isl_tab_rollback(tab, snap[level]) < 0)
+                       goto error;
+       }
+
+       isl_tab_free(tab);
+       free(snap);
+       isl_vec_free(min);
+       isl_vec_free(max);
+       isl_basic_set_free(bset);
+       isl_mat_free(B);
+       return 0;
+error:
+       isl_tab_free(tab);
+       free(snap);
+       isl_vec_free(min);
+       isl_vec_free(max);
+       isl_basic_set_free(bset);
+       isl_mat_free(B);
+       return -1;
+}
diff --git a/isl_scan.h b/isl_scan.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d25e5b5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,14 @@
+#ifndef ISL_SCAN_H
+#define ISL_SCAN_H
+
+#include "isl_set.h"
+#include "isl_vec.h"
+
+struct isl_scan_callback {
+       int (*add)(struct isl_scan_callback *cb, __isl_take isl_vec *sample);
+};
+
+int isl_basic_set_scan(struct isl_basic_set *bset,
+       struct isl_scan_callback *callback);
+
+#endif
index 66726df..dc57cca 100644 (file)
@@ -1,9 +1,7 @@
 #include <assert.h>
-#include "isl_basis_reduction.h"
 #include "isl_equalities.h"
 #include "isl_seq.h"
-#include "isl_tab.h"
-#include "isl_vec.h"
+#include "isl_scan.h"
 
 /* The input of this program is the same as that of the "polytope_scan"
  * program from the barvinok distribution.
  * The input set is assumed to be bounded.
  */
 
-static struct isl_mat *isl_basic_set_samples(struct isl_basic_set *bset);
-
-static struct isl_mat *samples_eq(struct isl_basic_set *bset)
-{
-       struct isl_mat *T;
+struct scan_samples {
+       struct isl_scan_callback callback;
        struct isl_mat *samples;
+};
 
-       bset = isl_basic_set_remove_equalities(bset, &T, NULL);
-       samples = isl_basic_set_samples(bset);
-       return isl_mat_product(samples, isl_mat_transpose(T));
-}
-
-/* Add the current sample value of the tableau "tab" to the list
- * in "samples".
- */
-static struct isl_mat *add_solution(struct isl_mat *samples,
-       struct isl_tab *tab)
+static int scan_samples_add_sample(struct isl_scan_callback *cb,
+       __isl_take isl_vec *sample)
 {
-       struct isl_vec *sample;
+       struct scan_samples *ss = (struct scan_samples *)cb;
 
-       if (!samples || !tab)
-               goto error;
-       samples = isl_mat_extend(samples, samples->n_row + 1, samples->n_col);
-       if (!samples)
-               return NULL;
-       sample = isl_tab_get_sample_value(tab);
-       if (!sample)
+       ss->samples = isl_mat_extend(ss->samples, ss->samples->n_row + 1,
+                                                 ss->samples->n_col);
+       if (!ss->samples)
                goto error;
-       isl_seq_cpy(samples->row[samples->n_row - 1], sample->el, sample->size);
+
+       isl_seq_cpy(ss->samples->row[ss->samples->n_row - 1],
+                   sample->el, sample->size);
+
        isl_vec_free(sample);
-       return samples;
+       return 0;
 error:
-       isl_mat_free(samples);
-       return NULL;
+       isl_vec_free(sample);
+       return -1;
 }
 
-/* Look for and return all integer points in "bset", which is assumed
- * to be unbounded.
- *
- * We first compute a reduced basis for the set and then scan
- * the set in the directions of this basis.
- * We basically perform a depth first search, where in each level i
- * we compute the range in the i-th basis vector direction, given
- * fixed values in the directions of the previous basis vector.
- * We then add an equality to the tableau fixing the value in the
- * direction of the current basis vector to each value in the range
- * in turn and then continue to the next level.
- *
- * The search is implemented iteratively.  "level" identifies the current
- * basis vector.  "init" is true if we want the first value at the current
- * level and false if we want the next value.
- * Solutions are added in the leaves of the search tree, i.e., after
- * we have fixed a value in each direction of the basis.
- */
-static struct isl_mat *isl_basic_set_samples(struct isl_basic_set *bset)
+static struct isl_mat *isl_basic_set_scan_samples(struct isl_basic_set *bset)
 {
        unsigned dim;
-       struct isl_mat *B = NULL;
-       struct isl_tab *tab = NULL;
-       struct isl_vec *min;
-       struct isl_vec *max;
-       struct isl_mat *samples;
-       struct isl_tab_undo **snap;
-       int level;
-       int init;
-       enum isl_lp_result res;
-
-       if (bset->n_eq)
-               return samples_eq(bset);
+       struct scan_samples ss;
 
        dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
-
-       min = isl_vec_alloc(bset->ctx, dim);
-       max = isl_vec_alloc(bset->ctx, dim);
-       samples = isl_mat_alloc(bset->ctx, 0, 1 + dim);
-       snap = isl_alloc_array(bset->ctx, struct isl_tab_undo *, dim);
-
-       if (!min || !max || !samples || !snap)
+       ss.callback.add = scan_samples_add_sample;
+       ss.samples = isl_mat_alloc(bset->ctx, 0, 1 + dim);
+       if (!ss.samples)
                goto error;
 
-       tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
-       if (!tab)
-               goto error;
-
-       tab->basis = isl_mat_identity(bset->ctx, 1 + dim);
-       if (1)
-               tab = isl_tab_compute_reduced_basis(tab);
-       if (!tab)
-               goto error;
-       B = isl_mat_copy(tab->basis);
-       if (!B)
-               goto error;
-
-       level = 0;
-       init = 1;
-
-       while (level >= 0) {
-               int empty = 0;
-               if (init) {
-                       res = isl_tab_min(tab, B->row[1 + level],
-                                   bset->ctx->one, &min->el[level], NULL, 0);
-                       if (res == isl_lp_empty)
-                               empty = 1;
-                       if (res == isl_lp_error || res == isl_lp_unbounded)
-                               goto error;
-                       isl_seq_neg(B->row[1 + level] + 1,
-                                   B->row[1 + level] + 1, dim);
-                       res = isl_tab_min(tab, B->row[1 + level],
-                                   bset->ctx->one, &max->el[level], NULL, 0);
-                       isl_seq_neg(B->row[1 + level] + 1,
-                                   B->row[1 + level] + 1, dim);
-                       isl_int_neg(max->el[level], max->el[level]);
-                       if (res == isl_lp_empty)
-                               empty = 1;
-                       if (res == isl_lp_error || res == isl_lp_unbounded)
-                               goto error;
-                       snap[level] = isl_tab_snap(tab);
-               } else
-                       isl_int_add_ui(min->el[level], min->el[level], 1);
-
-               if (empty || isl_int_gt(min->el[level], max->el[level])) {
-                       level--;
-                       init = 0;
-                       if (level >= 0)
-                               if (isl_tab_rollback(tab, snap[level]) < 0)
-                                       goto error;
-                       continue;
-               }
-               isl_int_neg(B->row[1 + level][0], min->el[level]);
-               tab = isl_tab_add_valid_eq(tab, B->row[1 + level]);
-               isl_int_set_si(B->row[1 + level][0], 0);
-               if (level < dim - 1) {
-                       ++level;
-                       init = 1;
-                       continue;
-               }
-               samples = add_solution(samples, tab);
-               init = 0;
-               if (isl_tab_rollback(tab, snap[level]) < 0)
-                       goto error;
+       if (isl_basic_set_scan(bset, &ss.callback) < 0) {
+               isl_mat_free(ss.samples);
+               return NULL;
        }
 
-       isl_tab_free(tab);
-       free(snap);
-       isl_vec_free(min);
-       isl_vec_free(max);
-       isl_basic_set_free(bset);
-       isl_mat_free(B);
-       return samples;
+       return ss.samples;
 error:
-       isl_tab_free(tab);
-       free(snap);
-       isl_mat_free(samples);
-       isl_vec_free(min);
-       isl_vec_free(max);
        isl_basic_set_free(bset);
-       isl_mat_free(B);
        return NULL;
 }
 
+static struct isl_mat *isl_basic_set_samples(struct isl_basic_set *bset)
+{
+       struct isl_mat *T;
+       struct isl_mat *samples;
+
+       if (bset->n_eq == 0)
+               return isl_basic_set_scan_samples(bset);
+
+       bset = isl_basic_set_remove_equalities(bset, &T, NULL);
+       samples = isl_basic_set_scan_samples(bset);
+       return isl_mat_product(samples, isl_mat_transpose(T));
+}
+
 int main(int argc, char **argv)
 {
        struct isl_ctx *ctx = isl_ctx_alloc();