Home | History | Annotate | Line # | Download | only in dist
      1 /*
      2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
      3  * Copyright 2013      Ecole Normale Superieure
      4  * Copyright 2014      INRIA Rocquencourt
      5  * Copyright 2016      Sven Verdoolaege
      6  *
      7  * Use of this software is governed by the MIT license
      8  *
      9  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
     10  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
     11  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d'Ulm, 75230 Paris, France
     12  * and Inria Paris - Rocquencourt, Domaine de Voluceau - Rocquencourt,
     13  * B.P. 105 - 78153 Le Chesnay, France
     14  */
     15 
     16 #include <isl_ctx_private.h>
     17 #include <isl_mat_private.h>
     18 #include <isl_vec_private.h>
     19 #include "isl_map_private.h"
     20 #include "isl_tab.h"
     21 #include <isl_seq.h>
     22 #include <isl_config.h>
     23 
     24 #include <bset_to_bmap.c>
     25 #include <bset_from_bmap.c>
     26 
     27 /*
     28  * The implementation of tableaus in this file was inspired by Section 8
     29  * of David Detlefs, Greg Nelson and James B. Saxe, "Simplify: a theorem
     30  * prover for program checking".
     31  */
     32 
     33 struct isl_tab *isl_tab_alloc(struct isl_ctx *ctx,
     34 	unsigned n_row, unsigned n_var, unsigned M)
     35 {
     36 	int i;
     37 	struct isl_tab *tab;
     38 	unsigned off = 2 + M;
     39 
     40 	tab = isl_calloc_type(ctx, struct isl_tab);
     41 	if (!tab)
     42 		return NULL;
     43 	tab->mat = isl_mat_alloc(ctx, n_row, off + n_var);
     44 	if (!tab->mat)
     45 		goto error;
     46 	tab->var = isl_alloc_array(ctx, struct isl_tab_var, n_var);
     47 	if (n_var && !tab->var)
     48 		goto error;
     49 	tab->con = isl_alloc_array(ctx, struct isl_tab_var, n_row);
     50 	if (n_row && !tab->con)
     51 		goto error;
     52 	tab->col_var = isl_alloc_array(ctx, int, n_var);
     53 	if (n_var && !tab->col_var)
     54 		goto error;
     55 	tab->row_var = isl_alloc_array(ctx, int, n_row);
     56 	if (n_row && !tab->row_var)
     57 		goto error;
     58 	for (i = 0; i < n_var; ++i) {
     59 		tab->var[i].index = i;
     60 		tab->var[i].is_row = 0;
     61 		tab->var[i].is_nonneg = 0;
     62 		tab->var[i].is_zero = 0;
     63 		tab->var[i].is_redundant = 0;
     64 		tab->var[i].frozen = 0;
     65 		tab->var[i].negated = 0;
     66 		tab->col_var[i] = i;
     67 	}
     68 	tab->n_row = 0;
     69 	tab->n_con = 0;
     70 	tab->n_eq = 0;
     71 	tab->max_con = n_row;
     72 	tab->n_col = n_var;
     73 	tab->n_var = n_var;
     74 	tab->max_var = n_var;
     75 	tab->n_param = 0;
     76 	tab->n_div = 0;
     77 	tab->n_dead = 0;
     78 	tab->n_redundant = 0;
     79 	tab->strict_redundant = 0;
     80 	tab->need_undo = 0;
     81 	tab->rational = 0;
     82 	tab->empty = 0;
     83 	tab->in_undo = 0;
     84 	tab->M = M;
     85 	tab->cone = 0;
     86 	tab->bottom.type = isl_tab_undo_bottom;
     87 	tab->bottom.next = NULL;
     88 	tab->top = &tab->bottom;
     89 
     90 	tab->n_zero = 0;
     91 	tab->n_unbounded = 0;
     92 	tab->basis = NULL;
     93 
     94 	return tab;
     95 error:
     96 	isl_tab_free(tab);
     97 	return NULL;
     98 }
     99 
    100 isl_ctx *isl_tab_get_ctx(struct isl_tab *tab)
    101 {
    102 	return tab ? isl_mat_get_ctx(tab->mat) : NULL;
    103 }
    104 
    105 int isl_tab_extend_cons(struct isl_tab *tab, unsigned n_new)
    106 {
    107 	unsigned off;
    108 
    109 	if (!tab)
    110 		return -1;
    111 
    112 	off = 2 + tab->M;
    113 
    114 	if (tab->max_con < tab->n_con + n_new) {
    115 		struct isl_tab_var *con;
    116 
    117 		con = isl_realloc_array(tab->mat->ctx, tab->con,
    118 				    struct isl_tab_var, tab->max_con + n_new);
    119 		if (!con)
    120 			return -1;
    121 		tab->con = con;
    122 		tab->max_con += n_new;
    123 	}
    124 	if (tab->mat->n_row < tab->n_row + n_new) {
    125 		int *row_var;
    126 
    127 		tab->mat = isl_mat_extend(tab->mat,
    128 					tab->n_row + n_new, off + tab->n_col);
    129 		if (!tab->mat)
    130 			return -1;
    131 		row_var = isl_realloc_array(tab->mat->ctx, tab->row_var,
    132 					    int, tab->mat->n_row);
    133 		if (!row_var)
    134 			return -1;
    135 		tab->row_var = row_var;
    136 		if (tab->row_sign) {
    137 			enum isl_tab_row_sign *s;
    138 			s = isl_realloc_array(tab->mat->ctx, tab->row_sign,
    139 					enum isl_tab_row_sign, tab->mat->n_row);
    140 			if (!s)
    141 				return -1;
    142 			tab->row_sign = s;
    143 		}
    144 	}
    145 	return 0;
    146 }
    147 
    148 /* Make room for at least n_new extra variables.
    149  * Return -1 if anything went wrong.
    150  */
    151 int isl_tab_extend_vars(struct isl_tab *tab, unsigned n_new)
    152 {
    153 	struct isl_tab_var *var;
    154 	unsigned off = 2 + tab->M;
    155 
    156 	if (tab->max_var < tab->n_var + n_new) {
    157 		var = isl_realloc_array(tab->mat->ctx, tab->var,
    158 				    struct isl_tab_var, tab->n_var + n_new);
    159 		if (!var)
    160 			return -1;
    161 		tab->var = var;
    162 		tab->max_var = tab->n_var + n_new;
    163 	}
    164 
    165 	if (tab->mat->n_col < off + tab->n_col + n_new) {
    166 		int *p;
    167 
    168 		tab->mat = isl_mat_extend(tab->mat,
    169 				    tab->mat->n_row, off + tab->n_col + n_new);
    170 		if (!tab->mat)
    171 			return -1;
    172 		p = isl_realloc_array(tab->mat->ctx, tab->col_var,
    173 					    int, tab->n_col + n_new);
    174 		if (!p)
    175 			return -1;
    176 		tab->col_var = p;
    177 	}
    178 
    179 	return 0;
    180 }
    181 
    182 static void free_undo_record(struct isl_tab_undo *undo)
    183 {
    184 	switch (undo->type) {
    185 	case isl_tab_undo_saved_basis:
    186 		free(undo->u.col_var);
    187 		break;
    188 	default:;
    189 	}
    190 	free(undo);
    191 }
    192 
    193 static void free_undo(struct isl_tab *tab)
    194 {
    195 	struct isl_tab_undo *undo, *next;
    196 
    197 	for (undo = tab->top; undo && undo != &tab->bottom; undo = next) {
    198 		next = undo->next;
    199 		free_undo_record(undo);
    200 	}
    201 	tab->top = undo;
    202 }
    203 
    204 void isl_tab_free(struct isl_tab *tab)
    205 {
    206 	if (!tab)
    207 		return;
    208 	free_undo(tab);
    209 	isl_mat_free(tab->mat);
    210 	isl_vec_free(tab->dual);
    211 	isl_basic_map_free(tab->bmap);
    212 	free(tab->var);
    213 	free(tab->con);
    214 	free(tab->row_var);
    215 	free(tab->col_var);
    216 	free(tab->row_sign);
    217 	isl_mat_free(tab->samples);
    218 	free(tab->sample_index);
    219 	isl_mat_free(tab->basis);
    220 	free(tab);
    221 }
    222 
    223 struct isl_tab *isl_tab_dup(struct isl_tab *tab)
    224 {
    225 	int i;
    226 	struct isl_tab *dup;
    227 	unsigned off;
    228 
    229 	if (!tab)
    230 		return NULL;
    231 
    232 	off = 2 + tab->M;
    233 	dup = isl_calloc_type(tab->mat->ctx, struct isl_tab);
    234 	if (!dup)
    235 		return NULL;
    236 	dup->mat = isl_mat_dup(tab->mat);
    237 	if (!dup->mat)
    238 		goto error;
    239 	dup->var = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, struct isl_tab_var, tab->max_var);
    240 	if (tab->max_var && !dup->var)
    241 		goto error;
    242 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i)
    243 		dup->var[i] = tab->var[i];
    244 	dup->con = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, struct isl_tab_var, tab->max_con);
    245 	if (tab->max_con && !dup->con)
    246 		goto error;
    247 	for (i = 0; i < tab->n_con; ++i)
    248 		dup->con[i] = tab->con[i];
    249 	dup->col_var = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, int, tab->mat->n_col - off);
    250 	if ((tab->mat->n_col - off) && !dup->col_var)
    251 		goto error;
    252 	for (i = 0; i < tab->n_col; ++i)
    253 		dup->col_var[i] = tab->col_var[i];
    254 	dup->row_var = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, int, tab->mat->n_row);
    255 	if (tab->mat->n_row && !dup->row_var)
    256 		goto error;
    257 	for (i = 0; i < tab->n_row; ++i)
    258 		dup->row_var[i] = tab->row_var[i];
    259 	if (tab->row_sign) {
    260 		dup->row_sign = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, enum isl_tab_row_sign,
    261 						tab->mat->n_row);
    262 		if (tab->mat->n_row && !dup->row_sign)
    263 			goto error;
    264 		for (i = 0; i < tab->n_row; ++i)
    265 			dup->row_sign[i] = tab->row_sign[i];
    266 	}
    267 	if (tab->samples) {
    268 		dup->samples = isl_mat_dup(tab->samples);
    269 		if (!dup->samples)
    270 			goto error;
    271 		dup->sample_index = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, int,
    272 							tab->samples->n_row);
    273 		if (tab->samples->n_row && !dup->sample_index)
    274 			goto error;
    275 		dup->n_sample = tab->n_sample;
    276 		dup->n_outside = tab->n_outside;
    277 	}
    278 	dup->n_row = tab->n_row;
    279 	dup->n_con = tab->n_con;
    280 	dup->n_eq = tab->n_eq;
    281 	dup->max_con = tab->max_con;
    282 	dup->n_col = tab->n_col;
    283 	dup->n_var = tab->n_var;
    284 	dup->max_var = tab->max_var;
    285 	dup->n_param = tab->n_param;
    286 	dup->n_div = tab->n_div;
    287 	dup->n_dead = tab->n_dead;
    288 	dup->n_redundant = tab->n_redundant;
    289 	dup->rational = tab->rational;
    290 	dup->empty = tab->empty;
    291 	dup->strict_redundant = 0;
    292 	dup->need_undo = 0;
    293 	dup->in_undo = 0;
    294 	dup->M = tab->M;
    295 	dup->cone = tab->cone;
    296 	dup->bottom.type = isl_tab_undo_bottom;
    297 	dup->bottom.next = NULL;
    298 	dup->top = &dup->bottom;
    299 
    300 	dup->n_zero = tab->n_zero;
    301 	dup->n_unbounded = tab->n_unbounded;
    302 	dup->basis = isl_mat_dup(tab->basis);
    303 
    304 	return dup;
    305 error:
    306 	isl_tab_free(dup);
    307 	return NULL;
    308 }
    309 
    310 /* Construct the coefficient matrix of the product tableau
    311  * of two tableaus.
    312  * mat{1,2} is the coefficient matrix of tableau {1,2}
    313  * row{1,2} is the number of rows in tableau {1,2}
    314  * col{1,2} is the number of columns in tableau {1,2}
    315  * off is the offset to the coefficient column (skipping the
    316  *	denominator, the constant term and the big parameter if any)
    317  * r{1,2} is the number of redundant rows in tableau {1,2}
    318  * d{1,2} is the number of dead columns in tableau {1,2}
    319  *
    320  * The order of the rows and columns in the result is as explained
    321  * in isl_tab_product.
    322  */
    323 static __isl_give isl_mat *tab_mat_product(__isl_keep isl_mat *mat1,
    324 	__isl_keep isl_mat *mat2, unsigned row1, unsigned row2,
    325 	unsigned col1, unsigned col2,
    326 	unsigned off, unsigned r1, unsigned r2, unsigned d1, unsigned d2)
    327 {
    328 	int i;
    329 	struct isl_mat *prod;
    330 	unsigned n;
    331 
    332 	prod = isl_mat_alloc(mat1->ctx, mat1->n_row + mat2->n_row,
    333 					off + col1 + col2);
    334 	if (!prod)
    335 		return NULL;
    336 
    337 	n = 0;
    338 	for (i = 0; i < r1; ++i) {
    339 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i], mat1->row[i], off + d1);
    340 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off + d1, d2);
    341 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i] + off + d1 + d2,
    342 				mat1->row[i] + off + d1, col1 - d1);
    343 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off + col1 + d1, col2 - d2);
    344 	}
    345 
    346 	n += r1;
    347 	for (i = 0; i < r2; ++i) {
    348 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i], mat2->row[i], off);
    349 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off, d1);
    350 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i] + off + d1,
    351 			    mat2->row[i] + off, d2);
    352 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off + d1 + d2, col1 - d1);
    353 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i] + off + col1 + d1,
    354 			    mat2->row[i] + off + d2, col2 - d2);
    355 	}
    356 
    357 	n += r2;
    358 	for (i = 0; i < row1 - r1; ++i) {
    359 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i], mat1->row[r1 + i], off + d1);
    360 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off + d1, d2);
    361 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i] + off + d1 + d2,
    362 				mat1->row[r1 + i] + off + d1, col1 - d1);
    363 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off + col1 + d1, col2 - d2);
    364 	}
    365 
    366 	n += row1 - r1;
    367 	for (i = 0; i < row2 - r2; ++i) {
    368 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i], mat2->row[r2 + i], off);
    369 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off, d1);
    370 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i] + off + d1,
    371 			    mat2->row[r2 + i] + off, d2);
    372 		isl_seq_clr(prod->row[n + i] + off + d1 + d2, col1 - d1);
    373 		isl_seq_cpy(prod->row[n + i] + off + col1 + d1,
    374 			    mat2->row[r2 + i] + off + d2, col2 - d2);
    375 	}
    376 
    377 	return prod;
    378 }
    379 
    380 /* Update the row or column index of a variable that corresponds
    381  * to a variable in the first input tableau.
    382  */
    383 static void update_index1(struct isl_tab_var *var,
    384 	unsigned r1, unsigned r2, unsigned d1, unsigned d2)
    385 {
    386 	if (var->index == -1)
    387 		return;
    388 	if (var->is_row && var->index >= r1)
    389 		var->index += r2;
    390 	if (!var->is_row && var->index >= d1)
    391 		var->index += d2;
    392 }
    393 
    394 /* Update the row or column index of a variable that corresponds
    395  * to a variable in the second input tableau.
    396  */
    397 static void update_index2(struct isl_tab_var *var,
    398 	unsigned row1, unsigned col1,
    399 	unsigned r1, unsigned r2, unsigned d1, unsigned d2)
    400 {
    401 	if (var->index == -1)
    402 		return;
    403 	if (var->is_row) {
    404 		if (var->index < r2)
    405 			var->index += r1;
    406 		else
    407 			var->index += row1;
    408 	} else {
    409 		if (var->index < d2)
    410 			var->index += d1;
    411 		else
    412 			var->index += col1;
    413 	}
    414 }
    415 
    416 /* Create a tableau that represents the Cartesian product of the sets
    417  * represented by tableaus tab1 and tab2.
    418  * The order of the rows in the product is
    419  *	- redundant rows of tab1
    420  *	- redundant rows of tab2
    421  *	- non-redundant rows of tab1
    422  *	- non-redundant rows of tab2
    423  * The order of the columns is
    424  *	- denominator
    425  *	- constant term
    426  *	- coefficient of big parameter, if any
    427  *	- dead columns of tab1
    428  *	- dead columns of tab2
    429  *	- live columns of tab1
    430  *	- live columns of tab2
    431  * The order of the variables and the constraints is a concatenation
    432  * of order in the two input tableaus.
    433  */
    434 struct isl_tab *isl_tab_product(struct isl_tab *tab1, struct isl_tab *tab2)
    435 {
    436 	int i;
    437 	struct isl_tab *prod;
    438 	unsigned off;
    439 	unsigned r1, r2, d1, d2;
    440 
    441 	if (!tab1 || !tab2)
    442 		return NULL;
    443 
    444 	isl_assert(tab1->mat->ctx, tab1->M == tab2->M, return NULL);
    445 	isl_assert(tab1->mat->ctx, tab1->rational == tab2->rational, return NULL);
    446 	isl_assert(tab1->mat->ctx, tab1->cone == tab2->cone, return NULL);
    447 	isl_assert(tab1->mat->ctx, !tab1->row_sign, return NULL);
    448 	isl_assert(tab1->mat->ctx, !tab2->row_sign, return NULL);
    449 	isl_assert(tab1->mat->ctx, tab1->n_param == 0, return NULL);
    450 	isl_assert(tab1->mat->ctx, tab2->n_param == 0, return NULL);
    451 	isl_assert(tab1->mat->ctx, tab1->n_div == 0, return NULL);
    452 	isl_assert(tab1->mat->ctx, tab2->n_div == 0, return NULL);
    453 
    454 	off = 2 + tab1->M;
    455 	r1 = tab1->n_redundant;
    456 	r2 = tab2->n_redundant;
    457 	d1 = tab1->n_dead;
    458 	d2 = tab2->n_dead;
    459 	prod = isl_calloc_type(tab1->mat->ctx, struct isl_tab);
    460 	if (!prod)
    461 		return NULL;
    462 	prod->mat = tab_mat_product(tab1->mat, tab2->mat,
    463 				tab1->n_row, tab2->n_row,
    464 				tab1->n_col, tab2->n_col, off, r1, r2, d1, d2);
    465 	if (!prod->mat)
    466 		goto error;
    467 	prod->var = isl_alloc_array(tab1->mat->ctx, struct isl_tab_var,
    468 					tab1->max_var + tab2->max_var);
    469 	if ((tab1->max_var + tab2->max_var) && !prod->var)
    470 		goto error;
    471 	for (i = 0; i < tab1->n_var; ++i) {
    472 		prod->var[i] = tab1->var[i];
    473 		update_index1(&prod->var[i], r1, r2, d1, d2);
    474 	}
    475 	for (i = 0; i < tab2->n_var; ++i) {
    476 		prod->var[tab1->n_var + i] = tab2->var[i];
    477 		update_index2(&prod->var[tab1->n_var + i],
    478 				tab1->n_row, tab1->n_col,
    479 				r1, r2, d1, d2);
    480 	}
    481 	prod->con = isl_alloc_array(tab1->mat->ctx, struct isl_tab_var,
    482 					tab1->max_con +  tab2->max_con);
    483 	if ((tab1->max_con + tab2->max_con) && !prod->con)
    484 		goto error;
    485 	for (i = 0; i < tab1->n_con; ++i) {
    486 		prod->con[i] = tab1->con[i];
    487 		update_index1(&prod->con[i], r1, r2, d1, d2);
    488 	}
    489 	for (i = 0; i < tab2->n_con; ++i) {
    490 		prod->con[tab1->n_con + i] = tab2->con[i];
    491 		update_index2(&prod->con[tab1->n_con + i],
    492 				tab1->n_row, tab1->n_col,
    493 				r1, r2, d1, d2);
    494 	}
    495 	prod->col_var = isl_alloc_array(tab1->mat->ctx, int,
    496 					tab1->n_col + tab2->n_col);
    497 	if ((tab1->n_col + tab2->n_col) && !prod->col_var)
    498 		goto error;
    499 	for (i = 0; i < tab1->n_col; ++i) {
    500 		int pos = i < d1 ? i : i + d2;
    501 		prod->col_var[pos] = tab1->col_var[i];
    502 	}
    503 	for (i = 0; i < tab2->n_col; ++i) {
    504 		int pos = i < d2 ? d1 + i : tab1->n_col + i;
    505 		int t = tab2->col_var[i];
    506 		if (t >= 0)
    507 			t += tab1->n_var;
    508 		else
    509 			t -= tab1->n_con;
    510 		prod->col_var[pos] = t;
    511 	}
    512 	prod->row_var = isl_alloc_array(tab1->mat->ctx, int,
    513 					tab1->mat->n_row + tab2->mat->n_row);
    514 	if ((tab1->mat->n_row + tab2->mat->n_row) && !prod->row_var)
    515 		goto error;
    516 	for (i = 0; i < tab1->n_row; ++i) {
    517 		int pos = i < r1 ? i : i + r2;
    518 		prod->row_var[pos] = tab1->row_var[i];
    519 	}
    520 	for (i = 0; i < tab2->n_row; ++i) {
    521 		int pos = i < r2 ? r1 + i : tab1->n_row + i;
    522 		int t = tab2->row_var[i];
    523 		if (t >= 0)
    524 			t += tab1->n_var;
    525 		else
    526 			t -= tab1->n_con;
    527 		prod->row_var[pos] = t;
    528 	}
    529 	prod->samples = NULL;
    530 	prod->sample_index = NULL;
    531 	prod->n_row = tab1->n_row + tab2->n_row;
    532 	prod->n_con = tab1->n_con + tab2->n_con;
    533 	prod->n_eq = 0;
    534 	prod->max_con = tab1->max_con + tab2->max_con;
    535 	prod->n_col = tab1->n_col + tab2->n_col;
    536 	prod->n_var = tab1->n_var + tab2->n_var;
    537 	prod->max_var = tab1->max_var + tab2->max_var;
    538 	prod->n_param = 0;
    539 	prod->n_div = 0;
    540 	prod->n_dead = tab1->n_dead + tab2->n_dead;
    541 	prod->n_redundant = tab1->n_redundant + tab2->n_redundant;
    542 	prod->rational = tab1->rational;
    543 	prod->empty = tab1->empty || tab2->empty;
    544 	prod->strict_redundant = tab1->strict_redundant || tab2->strict_redundant;
    545 	prod->need_undo = 0;
    546 	prod->in_undo = 0;
    547 	prod->M = tab1->M;
    548 	prod->cone = tab1->cone;
    549 	prod->bottom.type = isl_tab_undo_bottom;
    550 	prod->bottom.next = NULL;
    551 	prod->top = &prod->bottom;
    552 
    553 	prod->n_zero = 0;
    554 	prod->n_unbounded = 0;
    555 	prod->basis = NULL;
    556 
    557 	return prod;
    558 error:
    559 	isl_tab_free(prod);
    560 	return NULL;
    561 }
    562 
    563 static struct isl_tab_var *var_from_index(struct isl_tab *tab, int i)
    564 {
    565 	if (i >= 0)
    566 		return &tab->var[i];
    567 	else
    568 		return &tab->con[~i];
    569 }
    570 
    571 struct isl_tab_var *isl_tab_var_from_row(struct isl_tab *tab, int i)
    572 {
    573 	return var_from_index(tab, tab->row_var[i]);
    574 }
    575 
    576 static struct isl_tab_var *var_from_col(struct isl_tab *tab, int i)
    577 {
    578 	return var_from_index(tab, tab->col_var[i]);
    579 }
    580 
    581 /* Check if there are any upper bounds on column variable "var",
    582  * i.e., non-negative rows where var appears with a negative coefficient.
    583  * Return 1 if there are no such bounds.
    584  */
    585 static int max_is_manifestly_unbounded(struct isl_tab *tab,
    586 	struct isl_tab_var *var)
    587 {
    588 	int i;
    589 	unsigned off = 2 + tab->M;
    590 
    591 	if (var->is_row)
    592 		return 0;
    593 	for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
    594 		if (!isl_int_is_neg(tab->mat->row[i][off + var->index]))
    595 			continue;
    596 		if (isl_tab_var_from_row(tab, i)->is_nonneg)
    597 			return 0;
    598 	}
    599 	return 1;
    600 }
    601 
    602 /* Check if there are any lower bounds on column variable "var",
    603  * i.e., non-negative rows where var appears with a positive coefficient.
    604  * Return 1 if there are no such bounds.
    605  */
    606 static int min_is_manifestly_unbounded(struct isl_tab *tab,
    607 	struct isl_tab_var *var)
    608 {
    609 	int i;
    610 	unsigned off = 2 + tab->M;
    611 
    612 	if (var->is_row)
    613 		return 0;
    614 	for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
    615 		if (!isl_int_is_pos(tab->mat->row[i][off + var->index]))
    616 			continue;
    617 		if (isl_tab_var_from_row(tab, i)->is_nonneg)
    618 			return 0;
    619 	}
    620 	return 1;
    621 }
    622 
    623 static int row_cmp(struct isl_tab *tab, int r1, int r2, int c, isl_int *t)
    624 {
    625 	unsigned off = 2 + tab->M;
    626 
    627 	if (tab->M) {
    628 		int s;
    629 		isl_int_mul(*t, tab->mat->row[r1][2], tab->mat->row[r2][off+c]);
    630 		isl_int_submul(*t, tab->mat->row[r2][2], tab->mat->row[r1][off+c]);
    631 		s = isl_int_sgn(*t);
    632 		if (s)
    633 			return s;
    634 	}
    635 	isl_int_mul(*t, tab->mat->row[r1][1], tab->mat->row[r2][off + c]);
    636 	isl_int_submul(*t, tab->mat->row[r2][1], tab->mat->row[r1][off + c]);
    637 	return isl_int_sgn(*t);
    638 }
    639 
    640 /* Given the index of a column "c", return the index of a row
    641  * that can be used to pivot the column in, with either an increase
    642  * (sgn > 0) or a decrease (sgn < 0) of the corresponding variable.
    643  * If "var" is not NULL, then the row returned will be different from
    644  * the one associated with "var".
    645  *
    646  * Each row in the tableau is of the form
    647  *
    648  *	x_r = a_r0 + \sum_i a_ri x_i
    649  *
    650  * Only rows with x_r >= 0 and with the sign of a_ri opposite to "sgn"
    651  * impose any limit on the increase or decrease in the value of x_c
    652  * and this bound is equal to a_r0 / |a_rc|.  We are therefore looking
    653  * for the row with the smallest (most stringent) such bound.
    654  * Note that the common denominator of each row drops out of the fraction.
    655  * To check if row j has a smaller bound than row r, i.e.,
    656  * a_j0 / |a_jc| < a_r0 / |a_rc| or a_j0 |a_rc| < a_r0 |a_jc|,
    657  * we check if -sign(a_jc) (a_j0 a_rc - a_r0 a_jc) < 0,
    658  * where -sign(a_jc) is equal to "sgn".
    659  */
    660 static int pivot_row(struct isl_tab *tab,
    661 	struct isl_tab_var *var, int sgn, int c)
    662 {
    663 	int j, r, tsgn;
    664 	isl_int t;
    665 	unsigned off = 2 + tab->M;
    666 
    667 	isl_int_init(t);
    668 	r = -1;
    669 	for (j = tab->n_redundant; j < tab->n_row; ++j) {
    670 		if (var && j == var->index)
    671 			continue;
    672 		if (!isl_tab_var_from_row(tab, j)->is_nonneg)
    673 			continue;
    674 		if (sgn * isl_int_sgn(tab->mat->row[j][off + c]) >= 0)
    675 			continue;
    676 		if (r < 0) {
    677 			r = j;
    678 			continue;
    679 		}
    680 		tsgn = sgn * row_cmp(tab, r, j, c, &t);
    681 		if (tsgn < 0 || (tsgn == 0 &&
    682 					    tab->row_var[j] < tab->row_var[r]))
    683 			r = j;
    684 	}
    685 	isl_int_clear(t);
    686 	return r;
    687 }
    688 
    689 /* Find a pivot (row and col) that will increase (sgn > 0) or decrease
    690  * (sgn < 0) the value of row variable var.
    691  * If not NULL, then skip_var is a row variable that should be ignored
    692  * while looking for a pivot row.  It is usually equal to var.
    693  *
    694  * As the given row in the tableau is of the form
    695  *
    696  *	x_r = a_r0 + \sum_i a_ri x_i
    697  *
    698  * we need to find a column such that the sign of a_ri is equal to "sgn"
    699  * (such that an increase in x_i will have the desired effect) or a
    700  * column with a variable that may attain negative values.
    701  * If a_ri is positive, then we need to move x_i in the same direction
    702  * to obtain the desired effect.  Otherwise, x_i has to move in the
    703  * opposite direction.
    704  */
    705 static void find_pivot(struct isl_tab *tab,
    706 	struct isl_tab_var *var, struct isl_tab_var *skip_var,
    707 	int sgn, int *row, int *col)
    708 {
    709 	int j, r, c;
    710 	isl_int *tr;
    711 
    712 	*row = *col = -1;
    713 
    714 	isl_assert(tab->mat->ctx, var->is_row, return);
    715 	tr = tab->mat->row[var->index] + 2 + tab->M;
    716 
    717 	c = -1;
    718 	for (j = tab->n_dead; j < tab->n_col; ++j) {
    719 		if (isl_int_is_zero(tr[j]))
    720 			continue;
    721 		if (isl_int_sgn(tr[j]) != sgn &&
    722 		    var_from_col(tab, j)->is_nonneg)
    723 			continue;
    724 		if (c < 0 || tab->col_var[j] < tab->col_var[c])
    725 			c = j;
    726 	}
    727 	if (c < 0)
    728 		return;
    729 
    730 	sgn *= isl_int_sgn(tr[c]);
    731 	r = pivot_row(tab, skip_var, sgn, c);
    732 	*row = r < 0 ? var->index : r;
    733 	*col = c;
    734 }
    735 
    736 /* Return 1 if row "row" represents an obviously redundant inequality.
    737  * This means
    738  *	- it represents an inequality or a variable
    739  *	- that is the sum of a non-negative sample value and a positive
    740  *	  combination of zero or more non-negative constraints.
    741  */
    742 int isl_tab_row_is_redundant(struct isl_tab *tab, int row)
    743 {
    744 	int i;
    745 	unsigned off = 2 + tab->M;
    746 
    747 	if (tab->row_var[row] < 0 && !isl_tab_var_from_row(tab, row)->is_nonneg)
    748 		return 0;
    749 
    750 	if (isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][1]))
    751 		return 0;
    752 	if (tab->strict_redundant && isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][1]))
    753 		return 0;
    754 	if (tab->M && isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][2]))
    755 		return 0;
    756 
    757 	for (i = tab->n_dead; i < tab->n_col; ++i) {
    758 		if (isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][off + i]))
    759 			continue;
    760 		if (tab->col_var[i] >= 0)
    761 			return 0;
    762 		if (isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][off + i]))
    763 			return 0;
    764 		if (!var_from_col(tab, i)->is_nonneg)
    765 			return 0;
    766 	}
    767 	return 1;
    768 }
    769 
    770 static void swap_rows(struct isl_tab *tab, int row1, int row2)
    771 {
    772 	int t;
    773 	enum isl_tab_row_sign s;
    774 
    775 	t = tab->row_var[row1];
    776 	tab->row_var[row1] = tab->row_var[row2];
    777 	tab->row_var[row2] = t;
    778 	isl_tab_var_from_row(tab, row1)->index = row1;
    779 	isl_tab_var_from_row(tab, row2)->index = row2;
    780 	tab->mat = isl_mat_swap_rows(tab->mat, row1, row2);
    781 
    782 	if (!tab->row_sign)
    783 		return;
    784 	s = tab->row_sign[row1];
    785 	tab->row_sign[row1] = tab->row_sign[row2];
    786 	tab->row_sign[row2] = s;
    787 }
    788 
    789 static isl_stat push_union(struct isl_tab *tab,
    790 	enum isl_tab_undo_type type, union isl_tab_undo_val u) WARN_UNUSED;
    791 
    792 /* Push record "u" onto the undo stack of "tab", provided "tab"
    793  * keeps track of undo information.
    794  *
    795  * If the record cannot be pushed, then mark the undo stack as invalid
    796  * such that a later rollback attempt will not try to undo earlier
    797  * records without having been able to undo the current record.
    798  */
    799 static isl_stat push_union(struct isl_tab *tab,
    800 	enum isl_tab_undo_type type, union isl_tab_undo_val u)
    801 {
    802 	struct isl_tab_undo *undo;
    803 
    804 	if (!tab)
    805 		return isl_stat_error;
    806 	if (!tab->need_undo)
    807 		return isl_stat_ok;
    808 
    809 	undo = isl_alloc_type(tab->mat->ctx, struct isl_tab_undo);
    810 	if (!undo)
    811 		goto error;
    812 	undo->type = type;
    813 	undo->u = u;
    814 	undo->next = tab->top;
    815 	tab->top = undo;
    816 
    817 	return isl_stat_ok;
    818 error:
    819 	free_undo(tab);
    820 	tab->top = NULL;
    821 	return isl_stat_error;
    822 }
    823 
    824 isl_stat isl_tab_push_var(struct isl_tab *tab,
    825 	enum isl_tab_undo_type type, struct isl_tab_var *var)
    826 {
    827 	union isl_tab_undo_val u;
    828 	if (var->is_row)
    829 		u.var_index = tab->row_var[var->index];
    830 	else
    831 		u.var_index = tab->col_var[var->index];
    832 	return push_union(tab, type, u);
    833 }
    834 
    835 isl_stat isl_tab_push(struct isl_tab *tab, enum isl_tab_undo_type type)
    836 {
    837 	union isl_tab_undo_val u = { 0 };
    838 	return push_union(tab, type, u);
    839 }
    840 
    841 /* Push a record on the undo stack describing the current basic
    842  * variables, so that the this state can be restored during rollback.
    843  */
    844 isl_stat isl_tab_push_basis(struct isl_tab *tab)
    845 {
    846 	int i;
    847 	union isl_tab_undo_val u;
    848 
    849 	u.col_var = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, int, tab->n_col);
    850 	if (tab->n_col && !u.col_var)
    851 		return isl_stat_error;
    852 	for (i = 0; i < tab->n_col; ++i)
    853 		u.col_var[i] = tab->col_var[i];
    854 	return push_union(tab, isl_tab_undo_saved_basis, u);
    855 }
    856 
    857 isl_stat isl_tab_push_callback(struct isl_tab *tab,
    858 	struct isl_tab_callback *callback)
    859 {
    860 	union isl_tab_undo_val u;
    861 	u.callback = callback;
    862 	return push_union(tab, isl_tab_undo_callback, u);
    863 }
    864 
    865 struct isl_tab *isl_tab_init_samples(struct isl_tab *tab)
    866 {
    867 	if (!tab)
    868 		return NULL;
    869 
    870 	tab->n_sample = 0;
    871 	tab->n_outside = 0;
    872 	tab->samples = isl_mat_alloc(tab->mat->ctx, 1, 1 + tab->n_var);
    873 	if (!tab->samples)
    874 		goto error;
    875 	tab->sample_index = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, int, 1);
    876 	if (!tab->sample_index)
    877 		goto error;
    878 	return tab;
    879 error:
    880 	isl_tab_free(tab);
    881 	return NULL;
    882 }
    883 
    884 int isl_tab_add_sample(struct isl_tab *tab, __isl_take isl_vec *sample)
    885 {
    886 	if (!tab || !sample)
    887 		goto error;
    888 
    889 	if (tab->n_sample + 1 > tab->samples->n_row) {
    890 		int *t = isl_realloc_array(tab->mat->ctx,
    891 			    tab->sample_index, int, tab->n_sample + 1);
    892 		if (!t)
    893 			goto error;
    894 		tab->sample_index = t;
    895 	}
    896 
    897 	tab->samples = isl_mat_extend(tab->samples,
    898 				tab->n_sample + 1, tab->samples->n_col);
    899 	if (!tab->samples)
    900 		goto error;
    901 
    902 	isl_seq_cpy(tab->samples->row[tab->n_sample], sample->el, sample->size);
    903 	isl_vec_free(sample);
    904 	tab->sample_index[tab->n_sample] = tab->n_sample;
    905 	tab->n_sample++;
    906 
    907 	return 0;
    908 error:
    909 	isl_vec_free(sample);
    910 	return -1;
    911 }
    912 
    913 struct isl_tab *isl_tab_drop_sample(struct isl_tab *tab, int s)
    914 {
    915 	if (s != tab->n_outside) {
    916 		int t = tab->sample_index[tab->n_outside];
    917 		tab->sample_index[tab->n_outside] = tab->sample_index[s];
    918 		tab->sample_index[s] = t;
    919 		isl_mat_swap_rows(tab->samples, tab->n_outside, s);
    920 	}
    921 	tab->n_outside++;
    922 	if (isl_tab_push(tab, isl_tab_undo_drop_sample) < 0) {
    923 		isl_tab_free(tab);
    924 		return NULL;
    925 	}
    926 
    927 	return tab;
    928 }
    929 
    930 /* Record the current number of samples so that we can remove newer
    931  * samples during a rollback.
    932  */
    933 isl_stat isl_tab_save_samples(struct isl_tab *tab)
    934 {
    935 	union isl_tab_undo_val u;
    936 
    937 	if (!tab)
    938 		return isl_stat_error;
    939 
    940 	u.n = tab->n_sample;
    941 	return push_union(tab, isl_tab_undo_saved_samples, u);
    942 }
    943 
    944 /* Mark row with index "row" as being redundant.
    945  * If we may need to undo the operation or if the row represents
    946  * a variable of the original problem, the row is kept,
    947  * but no longer considered when looking for a pivot row.
    948  * Otherwise, the row is simply removed.
    949  *
    950  * The row may be interchanged with some other row.  If it
    951  * is interchanged with a later row, return 1.  Otherwise return 0.
    952  * If the rows are checked in order in the calling function,
    953  * then a return value of 1 means that the row with the given
    954  * row number may now contain a different row that hasn't been checked yet.
    955  */
    956 int isl_tab_mark_redundant(struct isl_tab *tab, int row)
    957 {
    958 	struct isl_tab_var *var = isl_tab_var_from_row(tab, row);
    959 	var->is_redundant = 1;
    960 	isl_assert(tab->mat->ctx, row >= tab->n_redundant, return -1);
    961 	if (tab->preserve || tab->need_undo || tab->row_var[row] >= 0) {
    962 		if (tab->row_var[row] >= 0 && !var->is_nonneg) {
    963 			var->is_nonneg = 1;
    964 			if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_nonneg, var) < 0)
    965 				return -1;
    966 		}
    967 		if (row != tab->n_redundant)
    968 			swap_rows(tab, row, tab->n_redundant);
    969 		tab->n_redundant++;
    970 		return isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_redundant, var);
    971 	} else {
    972 		if (row != tab->n_row - 1)
    973 			swap_rows(tab, row, tab->n_row - 1);
    974 		isl_tab_var_from_row(tab, tab->n_row - 1)->index = -1;
    975 		tab->n_row--;
    976 		return 1;
    977 	}
    978 }
    979 
    980 /* Mark "tab" as a rational tableau.
    981  * If it wasn't marked as a rational tableau already and if we may
    982  * need to undo changes, then arrange for the marking to be undone
    983  * during the undo.
    984  */
    985 int isl_tab_mark_rational(struct isl_tab *tab)
    986 {
    987 	if (!tab)
    988 		return -1;
    989 	if (!tab->rational && tab->need_undo)
    990 		if (isl_tab_push(tab, isl_tab_undo_rational) < 0)
    991 			return -1;
    992 	tab->rational = 1;
    993 	return 0;
    994 }
    995 
    996 isl_stat isl_tab_mark_empty(struct isl_tab *tab)
    997 {
    998 	if (!tab)
    999 		return isl_stat_error;
   1000 	if (!tab->empty && tab->need_undo)
   1001 		if (isl_tab_push(tab, isl_tab_undo_empty) < 0)
   1002 			return isl_stat_error;
   1003 	tab->empty = 1;
   1004 	return isl_stat_ok;
   1005 }
   1006 
   1007 int isl_tab_freeze_constraint(struct isl_tab *tab, int con)
   1008 {
   1009 	struct isl_tab_var *var;
   1010 
   1011 	if (!tab)
   1012 		return -1;
   1013 
   1014 	var = &tab->con[con];
   1015 	if (var->frozen)
   1016 		return 0;
   1017 	if (var->index < 0)
   1018 		return 0;
   1019 	var->frozen = 1;
   1020 
   1021 	if (tab->need_undo)
   1022 		return isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_freeze, var);
   1023 
   1024 	return 0;
   1025 }
   1026 
   1027 /* Update the rows signs after a pivot of "row" and "col", with "row_sgn"
   1028  * the original sign of the pivot element.
   1029  * We only keep track of row signs during PILP solving and in this case
   1030  * we only pivot a row with negative sign (meaning the value is always
   1031  * non-positive) using a positive pivot element.
   1032  *
   1033  * For each row j, the new value of the parametric constant is equal to
   1034  *
   1035  *	a_j0 - a_jc a_r0/a_rc
   1036  *
   1037  * where a_j0 is the original parametric constant, a_rc is the pivot element,
   1038  * a_r0 is the parametric constant of the pivot row and a_jc is the
   1039  * pivot column entry of the row j.
   1040  * Since a_r0 is non-positive and a_rc is positive, the sign of row j
   1041  * remains the same if a_jc has the same sign as the row j or if
   1042  * a_jc is zero.  In all other cases, we reset the sign to "unknown".
   1043  */
   1044 static void update_row_sign(struct isl_tab *tab, int row, int col, int row_sgn)
   1045 {
   1046 	int i;
   1047 	struct isl_mat *mat = tab->mat;
   1048 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1049 
   1050 	if (!tab->row_sign)
   1051 		return;
   1052 
   1053 	if (tab->row_sign[row] == 0)
   1054 		return;
   1055 	isl_assert(mat->ctx, row_sgn > 0, return);
   1056 	isl_assert(mat->ctx, tab->row_sign[row] == isl_tab_row_neg, return);
   1057 	tab->row_sign[row] = isl_tab_row_pos;
   1058 	for (i = 0; i < tab->n_row; ++i) {
   1059 		int s;
   1060 		if (i == row)
   1061 			continue;
   1062 		s = isl_int_sgn(mat->row[i][off + col]);
   1063 		if (!s)
   1064 			continue;
   1065 		if (!tab->row_sign[i])
   1066 			continue;
   1067 		if (s < 0 && tab->row_sign[i] == isl_tab_row_neg)
   1068 			continue;
   1069 		if (s > 0 && tab->row_sign[i] == isl_tab_row_pos)
   1070 			continue;
   1071 		tab->row_sign[i] = isl_tab_row_unknown;
   1072 	}
   1073 }
   1074 
   1075 /* Given a row number "row" and a column number "col", pivot the tableau
   1076  * such that the associated variables are interchanged.
   1077  * The given row in the tableau expresses
   1078  *
   1079  *	x_r = a_r0 + \sum_i a_ri x_i
   1080  *
   1081  * or
   1082  *
   1083  *	x_c = 1/a_rc x_r - a_r0/a_rc + sum_{i \ne r} -a_ri/a_rc
   1084  *
   1085  * Substituting this equality into the other rows
   1086  *
   1087  *	x_j = a_j0 + \sum_i a_ji x_i
   1088  *
   1089  * with a_jc \ne 0, we obtain
   1090  *
   1091  *	x_j = a_jc/a_rc x_r + a_j0 - a_jc a_r0/a_rc + sum a_ji - a_jc a_ri/a_rc
   1092  *
   1093  * The tableau
   1094  *
   1095  *	n_rc/d_r		n_ri/d_r
   1096  *	n_jc/d_j		n_ji/d_j
   1097  *
   1098  * where i is any other column and j is any other row,
   1099  * is therefore transformed into
   1100  *
   1101  * s(n_rc)d_r/|n_rc|		-s(n_rc)n_ri/|n_rc|
   1102  * s(n_rc)d_r n_jc/(|n_rc| d_j)	(n_ji |n_rc| - s(n_rc)n_jc n_ri)/(|n_rc| d_j)
   1103  *
   1104  * The transformation is performed along the following steps
   1105  *
   1106  *	d_r/n_rc		n_ri/n_rc
   1107  *	n_jc/d_j		n_ji/d_j
   1108  *
   1109  *	s(n_rc)d_r/|n_rc|	-s(n_rc)n_ri/|n_rc|
   1110  *	n_jc/d_j		n_ji/d_j
   1111  *
   1112  *	s(n_rc)d_r/|n_rc|	-s(n_rc)n_ri/|n_rc|
   1113  *	n_jc/(|n_rc| d_j)	n_ji/(|n_rc| d_j)
   1114  *
   1115  *	s(n_rc)d_r/|n_rc|	-s(n_rc)n_ri/|n_rc|
   1116  *	n_jc/(|n_rc| d_j)	(n_ji |n_rc|)/(|n_rc| d_j)
   1117  *
   1118  *	s(n_rc)d_r/|n_rc|	-s(n_rc)n_ri/|n_rc|
   1119  *	n_jc/(|n_rc| d_j)	(n_ji |n_rc| - s(n_rc)n_jc n_ri)/(|n_rc| d_j)
   1120  *
   1121  * s(n_rc)d_r/|n_rc|		-s(n_rc)n_ri/|n_rc|
   1122  * s(n_rc)d_r n_jc/(|n_rc| d_j)	(n_ji |n_rc| - s(n_rc)n_jc n_ri)/(|n_rc| d_j)
   1123  *
   1124  */
   1125 int isl_tab_pivot(struct isl_tab *tab, int row, int col)
   1126 {
   1127 	int i, j;
   1128 	int sgn;
   1129 	int t;
   1130 	isl_ctx *ctx;
   1131 	struct isl_mat *mat = tab->mat;
   1132 	struct isl_tab_var *var;
   1133 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1134 
   1135 	ctx = isl_tab_get_ctx(tab);
   1136 	if (isl_ctx_next_operation(ctx) < 0)
   1137 		return -1;
   1138 
   1139 	isl_int_swap(mat->row[row][0], mat->row[row][off + col]);
   1140 	sgn = isl_int_sgn(mat->row[row][0]);
   1141 	if (sgn < 0) {
   1142 		isl_int_neg(mat->row[row][0], mat->row[row][0]);
   1143 		isl_int_neg(mat->row[row][off + col], mat->row[row][off + col]);
   1144 	} else
   1145 		for (j = 0; j < off - 1 + tab->n_col; ++j) {
   1146 			if (j == off - 1 + col)
   1147 				continue;
   1148 			isl_int_neg(mat->row[row][1 + j], mat->row[row][1 + j]);
   1149 		}
   1150 	if (!isl_int_is_one(mat->row[row][0]))
   1151 		isl_seq_normalize(mat->ctx, mat->row[row], off + tab->n_col);
   1152 	for (i = 0; i < tab->n_row; ++i) {
   1153 		if (i == row)
   1154 			continue;
   1155 		if (isl_int_is_zero(mat->row[i][off + col]))
   1156 			continue;
   1157 		isl_int_mul(mat->row[i][0], mat->row[i][0], mat->row[row][0]);
   1158 		for (j = 0; j < off - 1 + tab->n_col; ++j) {
   1159 			if (j == off - 1 + col)
   1160 				continue;
   1161 			isl_int_mul(mat->row[i][1 + j],
   1162 				    mat->row[i][1 + j], mat->row[row][0]);
   1163 			isl_int_addmul(mat->row[i][1 + j],
   1164 				    mat->row[i][off + col], mat->row[row][1 + j]);
   1165 		}
   1166 		isl_int_mul(mat->row[i][off + col],
   1167 			    mat->row[i][off + col], mat->row[row][off + col]);
   1168 		if (!isl_int_is_one(mat->row[i][0]))
   1169 			isl_seq_normalize(mat->ctx, mat->row[i], off + tab->n_col);
   1170 	}
   1171 	t = tab->row_var[row];
   1172 	tab->row_var[row] = tab->col_var[col];
   1173 	tab->col_var[col] = t;
   1174 	var = isl_tab_var_from_row(tab, row);
   1175 	var->is_row = 1;
   1176 	var->index = row;
   1177 	var = var_from_col(tab, col);
   1178 	var->is_row = 0;
   1179 	var->index = col;
   1180 	update_row_sign(tab, row, col, sgn);
   1181 	if (tab->in_undo)
   1182 		return 0;
   1183 	for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
   1184 		if (isl_int_is_zero(mat->row[i][off + col]))
   1185 			continue;
   1186 		if (!isl_tab_var_from_row(tab, i)->frozen &&
   1187 		    isl_tab_row_is_redundant(tab, i)) {
   1188 			int redo = isl_tab_mark_redundant(tab, i);
   1189 			if (redo < 0)
   1190 				return -1;
   1191 			if (redo)
   1192 				--i;
   1193 		}
   1194 	}
   1195 	return 0;
   1196 }
   1197 
   1198 /* If "var" represents a column variable, then pivot is up (sgn > 0)
   1199  * or down (sgn < 0) to a row.  The variable is assumed not to be
   1200  * unbounded in the specified direction.
   1201  * If sgn = 0, then the variable is unbounded in both directions,
   1202  * and we pivot with any row we can find.
   1203  */
   1204 static int to_row(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var, int sign) WARN_UNUSED;
   1205 static int to_row(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var, int sign)
   1206 {
   1207 	int r;
   1208 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1209 
   1210 	if (var->is_row)
   1211 		return 0;
   1212 
   1213 	if (sign == 0) {
   1214 		for (r = tab->n_redundant; r < tab->n_row; ++r)
   1215 			if (!isl_int_is_zero(tab->mat->row[r][off+var->index]))
   1216 				break;
   1217 		isl_assert(tab->mat->ctx, r < tab->n_row, return -1);
   1218 	} else {
   1219 		r = pivot_row(tab, NULL, sign, var->index);
   1220 		isl_assert(tab->mat->ctx, r >= 0, return -1);
   1221 	}
   1222 
   1223 	return isl_tab_pivot(tab, r, var->index);
   1224 }
   1225 
   1226 /* Check whether all variables that are marked as non-negative
   1227  * also have a non-negative sample value.  This function is not
   1228  * called from the current code but is useful during debugging.
   1229  */
   1230 static void check_table(struct isl_tab *tab) __attribute__ ((unused));
   1231 static void check_table(struct isl_tab *tab)
   1232 {
   1233 	int i;
   1234 
   1235 	if (tab->empty)
   1236 		return;
   1237 	for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
   1238 		struct isl_tab_var *var;
   1239 		var = isl_tab_var_from_row(tab, i);
   1240 		if (!var->is_nonneg)
   1241 			continue;
   1242 		if (tab->M) {
   1243 			isl_assert(tab->mat->ctx,
   1244 				!isl_int_is_neg(tab->mat->row[i][2]), abort());
   1245 			if (isl_int_is_pos(tab->mat->row[i][2]))
   1246 				continue;
   1247 		}
   1248 		isl_assert(tab->mat->ctx, !isl_int_is_neg(tab->mat->row[i][1]),
   1249 				abort());
   1250 	}
   1251 }
   1252 
   1253 /* Return the sign of the maximal value of "var".
   1254  * If the sign is not negative, then on return from this function,
   1255  * the sample value will also be non-negative.
   1256  *
   1257  * If "var" is manifestly unbounded wrt positive values, we are done.
   1258  * Otherwise, we pivot the variable up to a row if needed.
   1259  * Then we continue pivoting up until either
   1260  *	- no more up pivots can be performed
   1261  *	- the sample value is positive
   1262  *	- the variable is pivoted into a manifestly unbounded column
   1263  */
   1264 static int sign_of_max(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   1265 {
   1266 	int row, col;
   1267 
   1268 	if (max_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   1269 		return 1;
   1270 	if (to_row(tab, var, 1) < 0)
   1271 		return -2;
   1272 	while (!isl_int_is_pos(tab->mat->row[var->index][1])) {
   1273 		find_pivot(tab, var, var, 1, &row, &col);
   1274 		if (row == -1)
   1275 			return isl_int_sgn(tab->mat->row[var->index][1]);
   1276 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1277 			return -2;
   1278 		if (!var->is_row) /* manifestly unbounded */
   1279 			return 1;
   1280 	}
   1281 	return 1;
   1282 }
   1283 
   1284 int isl_tab_sign_of_max(struct isl_tab *tab, int con)
   1285 {
   1286 	struct isl_tab_var *var;
   1287 
   1288 	if (!tab)
   1289 		return -2;
   1290 
   1291 	var = &tab->con[con];
   1292 	isl_assert(tab->mat->ctx, !var->is_redundant, return -2);
   1293 	isl_assert(tab->mat->ctx, !var->is_zero, return -2);
   1294 
   1295 	return sign_of_max(tab, var);
   1296 }
   1297 
   1298 static int row_is_neg(struct isl_tab *tab, int row)
   1299 {
   1300 	if (!tab->M)
   1301 		return isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][1]);
   1302 	if (isl_int_is_pos(tab->mat->row[row][2]))
   1303 		return 0;
   1304 	if (isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][2]))
   1305 		return 1;
   1306 	return isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][1]);
   1307 }
   1308 
   1309 static int row_sgn(struct isl_tab *tab, int row)
   1310 {
   1311 	if (!tab->M)
   1312 		return isl_int_sgn(tab->mat->row[row][1]);
   1313 	if (!isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][2]))
   1314 		return isl_int_sgn(tab->mat->row[row][2]);
   1315 	else
   1316 		return isl_int_sgn(tab->mat->row[row][1]);
   1317 }
   1318 
   1319 /* Perform pivots until the row variable "var" has a non-negative
   1320  * sample value or until no more upward pivots can be performed.
   1321  * Return the sign of the sample value after the pivots have been
   1322  * performed.
   1323  */
   1324 static int restore_row(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   1325 {
   1326 	int row, col;
   1327 
   1328 	while (row_is_neg(tab, var->index)) {
   1329 		find_pivot(tab, var, var, 1, &row, &col);
   1330 		if (row == -1)
   1331 			break;
   1332 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1333 			return -2;
   1334 		if (!var->is_row) /* manifestly unbounded */
   1335 			return 1;
   1336 	}
   1337 	return row_sgn(tab, var->index);
   1338 }
   1339 
   1340 /* Perform pivots until we are sure that the row variable "var"
   1341  * can attain non-negative values.  After return from this
   1342  * function, "var" is still a row variable, but its sample
   1343  * value may not be non-negative, even if the function returns 1.
   1344  */
   1345 static int at_least_zero(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   1346 {
   1347 	int row, col;
   1348 
   1349 	while (isl_int_is_neg(tab->mat->row[var->index][1])) {
   1350 		find_pivot(tab, var, var, 1, &row, &col);
   1351 		if (row == -1)
   1352 			break;
   1353 		if (row == var->index) /* manifestly unbounded */
   1354 			return 1;
   1355 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1356 			return -1;
   1357 	}
   1358 	return !isl_int_is_neg(tab->mat->row[var->index][1]);
   1359 }
   1360 
   1361 /* Return a negative value if "var" can attain negative values.
   1362  * Return a non-negative value otherwise.
   1363  *
   1364  * If "var" is manifestly unbounded wrt negative values, we are done.
   1365  * Otherwise, if var is in a column, we can pivot it down to a row.
   1366  * Then we continue pivoting down until either
   1367  *	- the pivot would result in a manifestly unbounded column
   1368  *	  => we don't perform the pivot, but simply return -1
   1369  *	- no more down pivots can be performed
   1370  *	- the sample value is negative
   1371  * If the sample value becomes negative and the variable is supposed
   1372  * to be nonnegative, then we undo the last pivot.
   1373  * However, if the last pivot has made the pivoting variable
   1374  * obviously redundant, then it may have moved to another row.
   1375  * In that case we look for upward pivots until we reach a non-negative
   1376  * value again.
   1377  */
   1378 static int sign_of_min(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   1379 {
   1380 	int row, col;
   1381 	struct isl_tab_var *pivot_var = NULL;
   1382 
   1383 	if (min_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   1384 		return -1;
   1385 	if (!var->is_row) {
   1386 		col = var->index;
   1387 		row = pivot_row(tab, NULL, -1, col);
   1388 		pivot_var = var_from_col(tab, col);
   1389 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1390 			return -2;
   1391 		if (var->is_redundant)
   1392 			return 0;
   1393 		if (isl_int_is_neg(tab->mat->row[var->index][1])) {
   1394 			if (var->is_nonneg) {
   1395 				if (!pivot_var->is_redundant &&
   1396 				    pivot_var->index == row) {
   1397 					if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1398 						return -2;
   1399 				} else
   1400 					if (restore_row(tab, var) < -1)
   1401 						return -2;
   1402 			}
   1403 			return -1;
   1404 		}
   1405 	}
   1406 	if (var->is_redundant)
   1407 		return 0;
   1408 	while (!isl_int_is_neg(tab->mat->row[var->index][1])) {
   1409 		find_pivot(tab, var, var, -1, &row, &col);
   1410 		if (row == var->index)
   1411 			return -1;
   1412 		if (row == -1)
   1413 			return isl_int_sgn(tab->mat->row[var->index][1]);
   1414 		pivot_var = var_from_col(tab, col);
   1415 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1416 			return -2;
   1417 		if (var->is_redundant)
   1418 			return 0;
   1419 	}
   1420 	if (pivot_var && var->is_nonneg) {
   1421 		/* pivot back to non-negative value */
   1422 		if (!pivot_var->is_redundant && pivot_var->index == row) {
   1423 			if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1424 				return -2;
   1425 		} else
   1426 			if (restore_row(tab, var) < -1)
   1427 				return -2;
   1428 	}
   1429 	return -1;
   1430 }
   1431 
   1432 static int row_at_most_neg_one(struct isl_tab *tab, int row)
   1433 {
   1434 	if (tab->M) {
   1435 		if (isl_int_is_pos(tab->mat->row[row][2]))
   1436 			return 0;
   1437 		if (isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][2]))
   1438 			return 1;
   1439 	}
   1440 	return isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][1]) &&
   1441 	       isl_int_abs_ge(tab->mat->row[row][1],
   1442 			      tab->mat->row[row][0]);
   1443 }
   1444 
   1445 /* Return 1 if "var" can attain values <= -1.
   1446  * Return 0 otherwise.
   1447  *
   1448  * If the variable "var" is supposed to be non-negative (is_nonneg is set),
   1449  * then the sample value of "var" is assumed to be non-negative when the
   1450  * the function is called.  If 1 is returned then the constraint
   1451  * is not redundant and the sample value is made non-negative again before
   1452  * the function returns.
   1453  */
   1454 int isl_tab_min_at_most_neg_one(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   1455 {
   1456 	int row, col;
   1457 	struct isl_tab_var *pivot_var;
   1458 
   1459 	if (min_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   1460 		return 1;
   1461 	if (!var->is_row) {
   1462 		col = var->index;
   1463 		row = pivot_row(tab, NULL, -1, col);
   1464 		pivot_var = var_from_col(tab, col);
   1465 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1466 			return -1;
   1467 		if (var->is_redundant)
   1468 			return 0;
   1469 		if (row_at_most_neg_one(tab, var->index)) {
   1470 			if (var->is_nonneg) {
   1471 				if (!pivot_var->is_redundant &&
   1472 				    pivot_var->index == row) {
   1473 					if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1474 						return -1;
   1475 				} else
   1476 					if (restore_row(tab, var) < -1)
   1477 						return -1;
   1478 			}
   1479 			return 1;
   1480 		}
   1481 	}
   1482 	if (var->is_redundant)
   1483 		return 0;
   1484 	do {
   1485 		find_pivot(tab, var, var, -1, &row, &col);
   1486 		if (row == var->index) {
   1487 			if (var->is_nonneg && restore_row(tab, var) < -1)
   1488 				return -1;
   1489 			return 1;
   1490 		}
   1491 		if (row == -1)
   1492 			return 0;
   1493 		pivot_var = var_from_col(tab, col);
   1494 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1495 			return -1;
   1496 		if (var->is_redundant)
   1497 			return 0;
   1498 	} while (!row_at_most_neg_one(tab, var->index));
   1499 	if (var->is_nonneg) {
   1500 		/* pivot back to non-negative value */
   1501 		if (!pivot_var->is_redundant && pivot_var->index == row)
   1502 			if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1503 				return -1;
   1504 		if (restore_row(tab, var) < -1)
   1505 			return -1;
   1506 	}
   1507 	return 1;
   1508 }
   1509 
   1510 /* Return 1 if "var" can attain values >= 1.
   1511  * Return 0 otherwise.
   1512  */
   1513 static int at_least_one(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   1514 {
   1515 	int row, col;
   1516 	isl_int *r;
   1517 
   1518 	if (max_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   1519 		return 1;
   1520 	if (to_row(tab, var, 1) < 0)
   1521 		return -1;
   1522 	r = tab->mat->row[var->index];
   1523 	while (isl_int_lt(r[1], r[0])) {
   1524 		find_pivot(tab, var, var, 1, &row, &col);
   1525 		if (row == -1)
   1526 			return isl_int_ge(r[1], r[0]);
   1527 		if (row == var->index) /* manifestly unbounded */
   1528 			return 1;
   1529 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1530 			return -1;
   1531 	}
   1532 	return 1;
   1533 }
   1534 
   1535 static void swap_cols(struct isl_tab *tab, int col1, int col2)
   1536 {
   1537 	int t;
   1538 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1539 	t = tab->col_var[col1];
   1540 	tab->col_var[col1] = tab->col_var[col2];
   1541 	tab->col_var[col2] = t;
   1542 	var_from_col(tab, col1)->index = col1;
   1543 	var_from_col(tab, col2)->index = col2;
   1544 	tab->mat = isl_mat_swap_cols(tab->mat, off + col1, off + col2);
   1545 }
   1546 
   1547 /* Mark column with index "col" as representing a zero variable.
   1548  * If we may need to undo the operation the column is kept,
   1549  * but no longer considered.
   1550  * Otherwise, the column is simply removed.
   1551  *
   1552  * The column may be interchanged with some other column.  If it
   1553  * is interchanged with a later column, return 1.  Otherwise return 0.
   1554  * If the columns are checked in order in the calling function,
   1555  * then a return value of 1 means that the column with the given
   1556  * column number may now contain a different column that
   1557  * hasn't been checked yet.
   1558  */
   1559 int isl_tab_kill_col(struct isl_tab *tab, int col)
   1560 {
   1561 	var_from_col(tab, col)->is_zero = 1;
   1562 	if (tab->need_undo) {
   1563 		if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_zero,
   1564 					    var_from_col(tab, col)) < 0)
   1565 			return -1;
   1566 		if (col != tab->n_dead)
   1567 			swap_cols(tab, col, tab->n_dead);
   1568 		tab->n_dead++;
   1569 		return 0;
   1570 	} else {
   1571 		if (col != tab->n_col - 1)
   1572 			swap_cols(tab, col, tab->n_col - 1);
   1573 		var_from_col(tab, tab->n_col - 1)->index = -1;
   1574 		tab->n_col--;
   1575 		return 1;
   1576 	}
   1577 }
   1578 
   1579 static int row_is_manifestly_non_integral(struct isl_tab *tab, int row)
   1580 {
   1581 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1582 
   1583 	if (tab->M && !isl_int_eq(tab->mat->row[row][2],
   1584 				  tab->mat->row[row][0]))
   1585 		return 0;
   1586 	if (isl_seq_first_non_zero(tab->mat->row[row] + off + tab->n_dead,
   1587 				    tab->n_col - tab->n_dead) != -1)
   1588 		return 0;
   1589 
   1590 	return !isl_int_is_divisible_by(tab->mat->row[row][1],
   1591 					tab->mat->row[row][0]);
   1592 }
   1593 
   1594 /* For integer tableaus, check if any of the coordinates are stuck
   1595  * at a non-integral value.
   1596  */
   1597 static int tab_is_manifestly_empty(struct isl_tab *tab)
   1598 {
   1599 	int i;
   1600 
   1601 	if (tab->empty)
   1602 		return 1;
   1603 	if (tab->rational)
   1604 		return 0;
   1605 
   1606 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   1607 		if (!tab->var[i].is_row)
   1608 			continue;
   1609 		if (row_is_manifestly_non_integral(tab, tab->var[i].index))
   1610 			return 1;
   1611 	}
   1612 
   1613 	return 0;
   1614 }
   1615 
   1616 /* Row variable "var" is non-negative and cannot attain any values
   1617  * larger than zero.  This means that the coefficients of the unrestricted
   1618  * column variables are zero and that the coefficients of the non-negative
   1619  * column variables are zero or negative.
   1620  * Each of the non-negative variables with a negative coefficient can
   1621  * then also be written as the negative sum of non-negative variables
   1622  * and must therefore also be zero.
   1623  *
   1624  * If "temp_var" is set, then "var" is a temporary variable that
   1625  * will be removed after this function returns and for which
   1626  * no information is recorded on the undo stack.
   1627  * Do not add any undo records involving this variable in this case
   1628  * since the variable will have been removed before any future undo
   1629  * operations.  Also avoid marking the variable as redundant,
   1630  * since that either adds an undo record or needlessly removes the row
   1631  * (the caller will take care of removing the row).
   1632  */
   1633 static isl_stat close_row(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var,
   1634 	int temp_var) WARN_UNUSED;
   1635 static isl_stat close_row(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var,
   1636 	int temp_var)
   1637 {
   1638 	int j;
   1639 	struct isl_mat *mat = tab->mat;
   1640 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1641 
   1642 	if (!var->is_nonneg)
   1643 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   1644 			"expecting non-negative variable",
   1645 			return isl_stat_error);
   1646 	var->is_zero = 1;
   1647 	if (!temp_var && tab->need_undo)
   1648 		if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_zero, var) < 0)
   1649 			return isl_stat_error;
   1650 	for (j = tab->n_dead; j < tab->n_col; ++j) {
   1651 		int recheck;
   1652 		if (isl_int_is_zero(mat->row[var->index][off + j]))
   1653 			continue;
   1654 		if (isl_int_is_pos(mat->row[var->index][off + j]))
   1655 			isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   1656 				"row cannot have positive coefficients",
   1657 				return isl_stat_error);
   1658 		recheck = isl_tab_kill_col(tab, j);
   1659 		if (recheck < 0)
   1660 			return isl_stat_error;
   1661 		if (recheck)
   1662 			--j;
   1663 	}
   1664 	if (!temp_var && isl_tab_mark_redundant(tab, var->index) < 0)
   1665 		return isl_stat_error;
   1666 	if (tab_is_manifestly_empty(tab) && isl_tab_mark_empty(tab) < 0)
   1667 		return isl_stat_error;
   1668 	return isl_stat_ok;
   1669 }
   1670 
   1671 /* Add a constraint to the tableau and allocate a row for it.
   1672  * Return the index into the constraint array "con".
   1673  *
   1674  * This function assumes that at least one more row and at least
   1675  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   1676  */
   1677 int isl_tab_allocate_con(struct isl_tab *tab)
   1678 {
   1679 	int r;
   1680 
   1681 	isl_assert(tab->mat->ctx, tab->n_row < tab->mat->n_row, return -1);
   1682 	isl_assert(tab->mat->ctx, tab->n_con < tab->max_con, return -1);
   1683 
   1684 	r = tab->n_con;
   1685 	tab->con[r].index = tab->n_row;
   1686 	tab->con[r].is_row = 1;
   1687 	tab->con[r].is_nonneg = 0;
   1688 	tab->con[r].is_zero = 0;
   1689 	tab->con[r].is_redundant = 0;
   1690 	tab->con[r].frozen = 0;
   1691 	tab->con[r].negated = 0;
   1692 	tab->row_var[tab->n_row] = ~r;
   1693 
   1694 	tab->n_row++;
   1695 	tab->n_con++;
   1696 	if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_allocate, &tab->con[r]) < 0)
   1697 		return -1;
   1698 
   1699 	return r;
   1700 }
   1701 
   1702 /* Move the entries in tab->var up one position, starting at "first",
   1703  * creating room for an extra entry at position "first".
   1704  * Since some of the entries of tab->row_var and tab->col_var contain
   1705  * indices into this array, they have to be updated accordingly.
   1706  */
   1707 static int var_insert_entry(struct isl_tab *tab, int first)
   1708 {
   1709 	int i;
   1710 
   1711 	if (tab->n_var >= tab->max_var)
   1712 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   1713 			"not enough room for new variable", return -1);
   1714 	if (first > tab->n_var)
   1715 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   1716 			"invalid initial position", return -1);
   1717 
   1718 	for (i = tab->n_var - 1; i >= first; --i) {
   1719 		tab->var[i + 1] = tab->var[i];
   1720 		if (tab->var[i + 1].is_row)
   1721 			tab->row_var[tab->var[i + 1].index]++;
   1722 		else
   1723 			tab->col_var[tab->var[i + 1].index]++;
   1724 	}
   1725 
   1726 	tab->n_var++;
   1727 
   1728 	return 0;
   1729 }
   1730 
   1731 /* Drop the entry at position "first" in tab->var, moving all
   1732  * subsequent entries down.
   1733  * Since some of the entries of tab->row_var and tab->col_var contain
   1734  * indices into this array, they have to be updated accordingly.
   1735  */
   1736 static int var_drop_entry(struct isl_tab *tab, int first)
   1737 {
   1738 	int i;
   1739 
   1740 	if (first >= tab->n_var)
   1741 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   1742 			"invalid initial position", return -1);
   1743 
   1744 	tab->n_var--;
   1745 
   1746 	for (i = first; i < tab->n_var; ++i) {
   1747 		tab->var[i] = tab->var[i + 1];
   1748 		if (tab->var[i + 1].is_row)
   1749 			tab->row_var[tab->var[i].index]--;
   1750 		else
   1751 			tab->col_var[tab->var[i].index]--;
   1752 	}
   1753 
   1754 	return 0;
   1755 }
   1756 
   1757 /* Add a variable to the tableau at position "r" and allocate a column for it.
   1758  * Return the index into the variable array "var", i.e., "r",
   1759  * or -1 on error.
   1760  */
   1761 int isl_tab_insert_var(struct isl_tab *tab, int r)
   1762 {
   1763 	int i;
   1764 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1765 
   1766 	isl_assert(tab->mat->ctx, tab->n_col < tab->mat->n_col, return -1);
   1767 
   1768 	if (var_insert_entry(tab, r) < 0)
   1769 		return -1;
   1770 
   1771 	tab->var[r].index = tab->n_col;
   1772 	tab->var[r].is_row = 0;
   1773 	tab->var[r].is_nonneg = 0;
   1774 	tab->var[r].is_zero = 0;
   1775 	tab->var[r].is_redundant = 0;
   1776 	tab->var[r].frozen = 0;
   1777 	tab->var[r].negated = 0;
   1778 	tab->col_var[tab->n_col] = r;
   1779 
   1780 	for (i = 0; i < tab->n_row; ++i)
   1781 		isl_int_set_si(tab->mat->row[i][off + tab->n_col], 0);
   1782 
   1783 	tab->n_col++;
   1784 	if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_allocate, &tab->var[r]) < 0)
   1785 		return -1;
   1786 
   1787 	return r;
   1788 }
   1789 
   1790 /* Add a row to the tableau.  The row is given as an affine combination
   1791  * of the original variables and needs to be expressed in terms of the
   1792  * column variables.
   1793  *
   1794  * This function assumes that at least one more row and at least
   1795  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   1796  *
   1797  * We add each term in turn.
   1798  * If r = n/d_r is the current sum and we need to add k x, then
   1799  * 	if x is a column variable, we increase the numerator of
   1800  *		this column by k d_r
   1801  *	if x = f/d_x is a row variable, then the new representation of r is
   1802  *
   1803  *		 n    k f   d_x/g n + d_r/g k f   m/d_r n + m/d_g k f
   1804  *		--- + --- = ------------------- = -------------------
   1805  *		d_r   d_r        d_r d_x/g                m
   1806  *
   1807  *	with g the gcd of d_r and d_x and m the lcm of d_r and d_x.
   1808  *
   1809  * If tab->M is set, then, internally, each variable x is represented
   1810  * as x' - M.  We then also need no subtract k d_r from the coefficient of M.
   1811  */
   1812 int isl_tab_add_row(struct isl_tab *tab, isl_int *line)
   1813 {
   1814 	int i;
   1815 	int r;
   1816 	isl_int *row;
   1817 	isl_int a, b;
   1818 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1819 
   1820 	r = isl_tab_allocate_con(tab);
   1821 	if (r < 0)
   1822 		return -1;
   1823 
   1824 	isl_int_init(a);
   1825 	isl_int_init(b);
   1826 	row = tab->mat->row[tab->con[r].index];
   1827 	isl_int_set_si(row[0], 1);
   1828 	isl_int_set(row[1], line[0]);
   1829 	isl_seq_clr(row + 2, tab->M + tab->n_col);
   1830 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   1831 		if (tab->var[i].is_zero)
   1832 			continue;
   1833 		if (tab->var[i].is_row) {
   1834 			isl_int_lcm(a,
   1835 				row[0], tab->mat->row[tab->var[i].index][0]);
   1836 			isl_int_swap(a, row[0]);
   1837 			isl_int_divexact(a, row[0], a);
   1838 			isl_int_divexact(b,
   1839 				row[0], tab->mat->row[tab->var[i].index][0]);
   1840 			isl_int_mul(b, b, line[1 + i]);
   1841 			isl_seq_combine(row + 1, a, row + 1,
   1842 			    b, tab->mat->row[tab->var[i].index] + 1,
   1843 			    1 + tab->M + tab->n_col);
   1844 		} else
   1845 			isl_int_addmul(row[off + tab->var[i].index],
   1846 							line[1 + i], row[0]);
   1847 		if (tab->M && i >= tab->n_param && i < tab->n_var - tab->n_div)
   1848 			isl_int_submul(row[2], line[1 + i], row[0]);
   1849 	}
   1850 	isl_seq_normalize(tab->mat->ctx, row, off + tab->n_col);
   1851 	isl_int_clear(a);
   1852 	isl_int_clear(b);
   1853 
   1854 	if (tab->row_sign)
   1855 		tab->row_sign[tab->con[r].index] = isl_tab_row_unknown;
   1856 
   1857 	return r;
   1858 }
   1859 
   1860 static isl_stat drop_row(struct isl_tab *tab, int row)
   1861 {
   1862 	isl_assert(tab->mat->ctx, ~tab->row_var[row] == tab->n_con - 1,
   1863 		return isl_stat_error);
   1864 	if (row != tab->n_row - 1)
   1865 		swap_rows(tab, row, tab->n_row - 1);
   1866 	tab->n_row--;
   1867 	tab->n_con--;
   1868 	return isl_stat_ok;
   1869 }
   1870 
   1871 /* Drop the variable in column "col" along with the column.
   1872  * The column is removed first because it may need to be moved
   1873  * into the last position and this process requires
   1874  * the contents of the col_var array in a state
   1875  * before the removal of the variable.
   1876  */
   1877 static isl_stat drop_col(struct isl_tab *tab, int col)
   1878 {
   1879 	int var;
   1880 
   1881 	var = tab->col_var[col];
   1882 	if (col != tab->n_col - 1)
   1883 		swap_cols(tab, col, tab->n_col - 1);
   1884 	tab->n_col--;
   1885 	if (var_drop_entry(tab, var) < 0)
   1886 		return isl_stat_error;
   1887 	return isl_stat_ok;
   1888 }
   1889 
   1890 /* Add inequality "ineq" and check if it conflicts with the
   1891  * previously added constraints or if it is obviously redundant.
   1892  *
   1893  * This function assumes that at least one more row and at least
   1894  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   1895  */
   1896 isl_stat isl_tab_add_ineq(struct isl_tab *tab, isl_int *ineq)
   1897 {
   1898 	int r;
   1899 	int sgn;
   1900 	isl_int cst;
   1901 
   1902 	if (!tab)
   1903 		return isl_stat_error;
   1904 	if (tab->bmap) {
   1905 		struct isl_basic_map *bmap = tab->bmap;
   1906 
   1907 		isl_assert(tab->mat->ctx, tab->n_eq == bmap->n_eq,
   1908 			return isl_stat_error);
   1909 		isl_assert(tab->mat->ctx,
   1910 			    tab->n_con == bmap->n_eq + bmap->n_ineq,
   1911 			    return isl_stat_error);
   1912 		tab->bmap = isl_basic_map_add_ineq(tab->bmap, ineq);
   1913 		if (isl_tab_push(tab, isl_tab_undo_bmap_ineq) < 0)
   1914 			return isl_stat_error;
   1915 		if (!tab->bmap)
   1916 			return isl_stat_error;
   1917 	}
   1918 	if (tab->cone) {
   1919 		isl_int_init(cst);
   1920 		isl_int_set_si(cst, 0);
   1921 		isl_int_swap(ineq[0], cst);
   1922 	}
   1923 	r = isl_tab_add_row(tab, ineq);
   1924 	if (tab->cone) {
   1925 		isl_int_swap(ineq[0], cst);
   1926 		isl_int_clear(cst);
   1927 	}
   1928 	if (r < 0)
   1929 		return isl_stat_error;
   1930 	tab->con[r].is_nonneg = 1;
   1931 	if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_nonneg, &tab->con[r]) < 0)
   1932 		return isl_stat_error;
   1933 	if (isl_tab_row_is_redundant(tab, tab->con[r].index)) {
   1934 		if (isl_tab_mark_redundant(tab, tab->con[r].index) < 0)
   1935 			return isl_stat_error;
   1936 		return isl_stat_ok;
   1937 	}
   1938 
   1939 	sgn = restore_row(tab, &tab->con[r]);
   1940 	if (sgn < -1)
   1941 		return isl_stat_error;
   1942 	if (sgn < 0)
   1943 		return isl_tab_mark_empty(tab);
   1944 	if (tab->con[r].is_row && isl_tab_row_is_redundant(tab, tab->con[r].index))
   1945 		if (isl_tab_mark_redundant(tab, tab->con[r].index) < 0)
   1946 			return isl_stat_error;
   1947 	return isl_stat_ok;
   1948 }
   1949 
   1950 /* Pivot a non-negative variable down until it reaches the value zero
   1951  * and then pivot the variable into a column position.
   1952  */
   1953 static int to_col(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var) WARN_UNUSED;
   1954 static int to_col(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   1955 {
   1956 	int i;
   1957 	int row, col;
   1958 	unsigned off = 2 + tab->M;
   1959 
   1960 	if (!var->is_row)
   1961 		return 0;
   1962 
   1963 	while (isl_int_is_pos(tab->mat->row[var->index][1])) {
   1964 		find_pivot(tab, var, NULL, -1, &row, &col);
   1965 		isl_assert(tab->mat->ctx, row != -1, return -1);
   1966 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   1967 			return -1;
   1968 		if (!var->is_row)
   1969 			return 0;
   1970 	}
   1971 
   1972 	for (i = tab->n_dead; i < tab->n_col; ++i)
   1973 		if (!isl_int_is_zero(tab->mat->row[var->index][off + i]))
   1974 			break;
   1975 
   1976 	isl_assert(tab->mat->ctx, i < tab->n_col, return -1);
   1977 	if (isl_tab_pivot(tab, var->index, i) < 0)
   1978 		return -1;
   1979 
   1980 	return 0;
   1981 }
   1982 
   1983 /* We assume Gaussian elimination has been performed on the equalities.
   1984  * The equalities can therefore never conflict.
   1985  * Adding the equalities is currently only really useful for a later call
   1986  * to isl_tab_ineq_type.
   1987  *
   1988  * This function assumes that at least one more row and at least
   1989  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   1990  */
   1991 static struct isl_tab *add_eq(struct isl_tab *tab, isl_int *eq)
   1992 {
   1993 	int i;
   1994 	int r;
   1995 
   1996 	if (!tab)
   1997 		return NULL;
   1998 	r = isl_tab_add_row(tab, eq);
   1999 	if (r < 0)
   2000 		goto error;
   2001 
   2002 	r = tab->con[r].index;
   2003 	i = isl_seq_first_non_zero(tab->mat->row[r] + 2 + tab->M + tab->n_dead,
   2004 					tab->n_col - tab->n_dead);
   2005 	isl_assert(tab->mat->ctx, i >= 0, goto error);
   2006 	i += tab->n_dead;
   2007 	if (isl_tab_pivot(tab, r, i) < 0)
   2008 		goto error;
   2009 	if (isl_tab_kill_col(tab, i) < 0)
   2010 		goto error;
   2011 	tab->n_eq++;
   2012 
   2013 	return tab;
   2014 error:
   2015 	isl_tab_free(tab);
   2016 	return NULL;
   2017 }
   2018 
   2019 /* Does the sample value of row "row" of "tab" involve the big parameter,
   2020  * if any?
   2021  */
   2022 static int row_is_big(struct isl_tab *tab, int row)
   2023 {
   2024 	return tab->M && !isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][2]);
   2025 }
   2026 
   2027 static int row_is_manifestly_zero(struct isl_tab *tab, int row)
   2028 {
   2029 	unsigned off = 2 + tab->M;
   2030 
   2031 	if (!isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][1]))
   2032 		return 0;
   2033 	if (row_is_big(tab, row))
   2034 		return 0;
   2035 	return isl_seq_first_non_zero(tab->mat->row[row] + off + tab->n_dead,
   2036 					tab->n_col - tab->n_dead) == -1;
   2037 }
   2038 
   2039 /* Add an equality that is known to be valid for the given tableau.
   2040  *
   2041  * This function assumes that at least one more row and at least
   2042  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   2043  */
   2044 int isl_tab_add_valid_eq(struct isl_tab *tab, isl_int *eq)
   2045 {
   2046 	struct isl_tab_var *var;
   2047 	int r;
   2048 
   2049 	if (!tab)
   2050 		return -1;
   2051 	r = isl_tab_add_row(tab, eq);
   2052 	if (r < 0)
   2053 		return -1;
   2054 
   2055 	var = &tab->con[r];
   2056 	r = var->index;
   2057 	if (row_is_manifestly_zero(tab, r)) {
   2058 		var->is_zero = 1;
   2059 		if (isl_tab_mark_redundant(tab, r) < 0)
   2060 			return -1;
   2061 		return 0;
   2062 	}
   2063 
   2064 	if (isl_int_is_neg(tab->mat->row[r][1])) {
   2065 		isl_seq_neg(tab->mat->row[r] + 1, tab->mat->row[r] + 1,
   2066 			    1 + tab->n_col);
   2067 		var->negated = 1;
   2068 	}
   2069 	var->is_nonneg = 1;
   2070 	if (to_col(tab, var) < 0)
   2071 		return -1;
   2072 	var->is_nonneg = 0;
   2073 	if (isl_tab_kill_col(tab, var->index) < 0)
   2074 		return -1;
   2075 
   2076 	return 0;
   2077 }
   2078 
   2079 /* Add a zero row to "tab" and return the corresponding index
   2080  * in the constraint array.
   2081  *
   2082  * This function assumes that at least one more row and at least
   2083  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   2084  */
   2085 static int add_zero_row(struct isl_tab *tab)
   2086 {
   2087 	int r;
   2088 	isl_int *row;
   2089 
   2090 	r = isl_tab_allocate_con(tab);
   2091 	if (r < 0)
   2092 		return -1;
   2093 
   2094 	row = tab->mat->row[tab->con[r].index];
   2095 	isl_seq_clr(row + 1, 1 + tab->M + tab->n_col);
   2096 	isl_int_set_si(row[0], 1);
   2097 
   2098 	return r;
   2099 }
   2100 
   2101 /* Add equality "eq" and check if it conflicts with the
   2102  * previously added constraints or if it is obviously redundant.
   2103  *
   2104  * This function assumes that at least one more row and at least
   2105  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   2106  * If tab->bmap is set, then two rows are needed instead of one.
   2107  */
   2108 isl_stat isl_tab_add_eq(struct isl_tab *tab, isl_int *eq)
   2109 {
   2110 	struct isl_tab_undo *snap = NULL;
   2111 	struct isl_tab_var *var;
   2112 	int r;
   2113 	int row;
   2114 	int sgn;
   2115 	isl_int cst;
   2116 
   2117 	if (!tab)
   2118 		return isl_stat_error;
   2119 	isl_assert(tab->mat->ctx, !tab->M, return isl_stat_error);
   2120 
   2121 	if (tab->need_undo)
   2122 		snap = isl_tab_snap(tab);
   2123 
   2124 	if (tab->cone) {
   2125 		isl_int_init(cst);
   2126 		isl_int_set_si(cst, 0);
   2127 		isl_int_swap(eq[0], cst);
   2128 	}
   2129 	r = isl_tab_add_row(tab, eq);
   2130 	if (tab->cone) {
   2131 		isl_int_swap(eq[0], cst);
   2132 		isl_int_clear(cst);
   2133 	}
   2134 	if (r < 0)
   2135 		return isl_stat_error;
   2136 
   2137 	var = &tab->con[r];
   2138 	row = var->index;
   2139 	if (row_is_manifestly_zero(tab, row)) {
   2140 		if (snap)
   2141 			return isl_tab_rollback(tab, snap);
   2142 		return drop_row(tab, row);
   2143 	}
   2144 
   2145 	if (tab->bmap) {
   2146 		tab->bmap = isl_basic_map_add_ineq(tab->bmap, eq);
   2147 		if (isl_tab_push(tab, isl_tab_undo_bmap_ineq) < 0)
   2148 			return isl_stat_error;
   2149 		isl_seq_neg(eq, eq, 1 + tab->n_var);
   2150 		tab->bmap = isl_basic_map_add_ineq(tab->bmap, eq);
   2151 		isl_seq_neg(eq, eq, 1 + tab->n_var);
   2152 		if (isl_tab_push(tab, isl_tab_undo_bmap_ineq) < 0)
   2153 			return isl_stat_error;
   2154 		if (!tab->bmap)
   2155 			return isl_stat_error;
   2156 		if (add_zero_row(tab) < 0)
   2157 			return isl_stat_error;
   2158 	}
   2159 
   2160 	sgn = isl_int_sgn(tab->mat->row[row][1]);
   2161 
   2162 	if (sgn > 0) {
   2163 		isl_seq_neg(tab->mat->row[row] + 1, tab->mat->row[row] + 1,
   2164 			    1 + tab->n_col);
   2165 		var->negated = 1;
   2166 		sgn = -1;
   2167 	}
   2168 
   2169 	if (sgn < 0) {
   2170 		sgn = sign_of_max(tab, var);
   2171 		if (sgn < -1)
   2172 			return isl_stat_error;
   2173 		if (sgn < 0) {
   2174 			if (isl_tab_mark_empty(tab) < 0)
   2175 				return isl_stat_error;
   2176 			return isl_stat_ok;
   2177 		}
   2178 	}
   2179 
   2180 	var->is_nonneg = 1;
   2181 	if (to_col(tab, var) < 0)
   2182 		return isl_stat_error;
   2183 	var->is_nonneg = 0;
   2184 	if (isl_tab_kill_col(tab, var->index) < 0)
   2185 		return isl_stat_error;
   2186 
   2187 	return isl_stat_ok;
   2188 }
   2189 
   2190 /* Construct and return an inequality that expresses an upper bound
   2191  * on the given div.
   2192  * In particular, if the div is given by
   2193  *
   2194  *	d = floor(e/m)
   2195  *
   2196  * then the inequality expresses
   2197  *
   2198  *	m d <= e
   2199  */
   2200 static __isl_give isl_vec *ineq_for_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
   2201 	unsigned div)
   2202 {
   2203 	isl_size total;
   2204 	unsigned div_pos;
   2205 	struct isl_vec *ineq;
   2206 
   2207 	total = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_all);
   2208 	if (total < 0)
   2209 		return NULL;
   2210 
   2211 	div_pos = 1 + total - bmap->n_div + div;
   2212 
   2213 	ineq = isl_vec_alloc(bmap->ctx, 1 + total);
   2214 	if (!ineq)
   2215 		return NULL;
   2216 
   2217 	isl_seq_cpy(ineq->el, bmap->div[div] + 1, 1 + total);
   2218 	isl_int_neg(ineq->el[div_pos], bmap->div[div][0]);
   2219 	return ineq;
   2220 }
   2221 
   2222 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
   2223  *
   2224  *		f - m d >= 0
   2225  *		-(f-(m-1)) + m d >= 0
   2226  *
   2227  * Note that the second constraint is the negation of
   2228  *
   2229  *		f - m d >= m
   2230  *
   2231  * If add_ineq is not NULL, then this function is used
   2232  * instead of isl_tab_add_ineq to effectively add the inequalities.
   2233  *
   2234  * This function assumes that at least two more rows and at least
   2235  * two more elements in the constraint array are available in the tableau.
   2236  */
   2237 static isl_stat add_div_constraints(struct isl_tab *tab, unsigned div,
   2238 	isl_stat (*add_ineq)(void *user, isl_int *), void *user)
   2239 {
   2240 	isl_size total;
   2241 	unsigned div_pos;
   2242 	struct isl_vec *ineq;
   2243 
   2244 	total = isl_basic_map_dim(tab->bmap, isl_dim_all);
   2245 	if (total < 0)
   2246 		return isl_stat_error;
   2247 	div_pos = 1 + total - tab->bmap->n_div + div;
   2248 
   2249 	ineq = ineq_for_div(tab->bmap, div);
   2250 	if (!ineq)
   2251 		goto error;
   2252 
   2253 	if (add_ineq) {
   2254 		if (add_ineq(user, ineq->el) < 0)
   2255 			goto error;
   2256 	} else {
   2257 		if (isl_tab_add_ineq(tab, ineq->el) < 0)
   2258 			goto error;
   2259 	}
   2260 
   2261 	isl_seq_neg(ineq->el, tab->bmap->div[div] + 1, 1 + total);
   2262 	isl_int_set(ineq->el[div_pos], tab->bmap->div[div][0]);
   2263 	isl_int_add(ineq->el[0], ineq->el[0], ineq->el[div_pos]);
   2264 	isl_int_sub_ui(ineq->el[0], ineq->el[0], 1);
   2265 
   2266 	if (add_ineq) {
   2267 		if (add_ineq(user, ineq->el) < 0)
   2268 			goto error;
   2269 	} else {
   2270 		if (isl_tab_add_ineq(tab, ineq->el) < 0)
   2271 			goto error;
   2272 	}
   2273 
   2274 	isl_vec_free(ineq);
   2275 
   2276 	return isl_stat_ok;
   2277 error:
   2278 	isl_vec_free(ineq);
   2279 	return isl_stat_error;
   2280 }
   2281 
   2282 /* Check whether the div described by "div" is obviously non-negative.
   2283  * If we are using a big parameter, then we will encode the div
   2284  * as div' = M + div, which is always non-negative.
   2285  * Otherwise, we check whether div is a non-negative affine combination
   2286  * of non-negative variables.
   2287  */
   2288 static int div_is_nonneg(struct isl_tab *tab, __isl_keep isl_vec *div)
   2289 {
   2290 	int i;
   2291 
   2292 	if (tab->M)
   2293 		return 1;
   2294 
   2295 	if (isl_int_is_neg(div->el[1]))
   2296 		return 0;
   2297 
   2298 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   2299 		if (isl_int_is_neg(div->el[2 + i]))
   2300 			return 0;
   2301 		if (isl_int_is_zero(div->el[2 + i]))
   2302 			continue;
   2303 		if (!tab->var[i].is_nonneg)
   2304 			return 0;
   2305 	}
   2306 
   2307 	return 1;
   2308 }
   2309 
   2310 /* Insert an extra div, prescribed by "div", to the tableau and
   2311  * the associated bmap (which is assumed to be non-NULL).
   2312  * The extra integer division is inserted at (tableau) position "pos".
   2313  * Return "pos" or -1 if an error occurred.
   2314  *
   2315  * If add_ineq is not NULL, then this function is used instead
   2316  * of isl_tab_add_ineq to add the div constraints.
   2317  * This complication is needed because the code in isl_tab_pip
   2318  * wants to perform some extra processing when an inequality
   2319  * is added to the tableau.
   2320  */
   2321 int isl_tab_insert_div(struct isl_tab *tab, int pos, __isl_keep isl_vec *div,
   2322 	isl_stat (*add_ineq)(void *user, isl_int *), void *user)
   2323 {
   2324 	int r;
   2325 	int nonneg;
   2326 	isl_size n_div;
   2327 	int o_div;
   2328 
   2329 	if (!tab || !div)
   2330 		return -1;
   2331 
   2332 	if (div->size != 1 + 1 + tab->n_var)
   2333 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_invalid,
   2334 			"unexpected size", return -1);
   2335 
   2336 	n_div = isl_basic_map_dim(tab->bmap, isl_dim_div);
   2337 	if (n_div < 0)
   2338 		return -1;
   2339 	o_div = tab->n_var - n_div;
   2340 	if (pos < o_div || pos > tab->n_var)
   2341 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_invalid,
   2342 			"invalid position", return -1);
   2343 
   2344 	nonneg = div_is_nonneg(tab, div);
   2345 
   2346 	if (isl_tab_extend_cons(tab, 3) < 0)
   2347 		return -1;
   2348 	if (isl_tab_extend_vars(tab, 1) < 0)
   2349 		return -1;
   2350 	r = isl_tab_insert_var(tab, pos);
   2351 	if (r < 0)
   2352 		return -1;
   2353 
   2354 	if (nonneg)
   2355 		tab->var[r].is_nonneg = 1;
   2356 
   2357 	tab->bmap = isl_basic_map_insert_div(tab->bmap, pos - o_div, div);
   2358 	if (!tab->bmap)
   2359 		return -1;
   2360 	if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_bmap_div, &tab->var[r]) < 0)
   2361 		return -1;
   2362 
   2363 	if (add_div_constraints(tab, pos - o_div, add_ineq, user) < 0)
   2364 		return -1;
   2365 
   2366 	return r;
   2367 }
   2368 
   2369 /* Add an extra div, prescribed by "div", to the tableau and
   2370  * the associated bmap (which is assumed to be non-NULL).
   2371  */
   2372 int isl_tab_add_div(struct isl_tab *tab, __isl_keep isl_vec *div)
   2373 {
   2374 	if (!tab)
   2375 		return -1;
   2376 	return isl_tab_insert_div(tab, tab->n_var, div, NULL, NULL);
   2377 }
   2378 
   2379 /* If "track" is set, then we want to keep track of all constraints in tab
   2380  * in its bmap field.  This field is initialized from a copy of "bmap",
   2381  * so we need to make sure that all constraints in "bmap" also appear
   2382  * in the constructed tab.
   2383  */
   2384 __isl_give struct isl_tab *isl_tab_from_basic_map(
   2385 	__isl_keep isl_basic_map *bmap, int track)
   2386 {
   2387 	int i;
   2388 	struct isl_tab *tab;
   2389 	isl_size total;
   2390 
   2391 	total = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_all);
   2392 	if (total < 0)
   2393 		return NULL;
   2394 	tab = isl_tab_alloc(bmap->ctx, total + bmap->n_ineq + 1, total, 0);
   2395 	if (!tab)
   2396 		return NULL;
   2397 	tab->preserve = track;
   2398 	tab->rational = ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
   2399 	if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY)) {
   2400 		if (isl_tab_mark_empty(tab) < 0)
   2401 			goto error;
   2402 		goto done;
   2403 	}
   2404 	for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
   2405 		tab = add_eq(tab, bmap->eq[i]);
   2406 		if (!tab)
   2407 			return tab;
   2408 	}
   2409 	for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
   2410 		if (isl_tab_add_ineq(tab, bmap->ineq[i]) < 0)
   2411 			goto error;
   2412 		if (tab->empty)
   2413 			goto done;
   2414 	}
   2415 done:
   2416 	if (track && isl_tab_track_bmap(tab, isl_basic_map_copy(bmap)) < 0)
   2417 		goto error;
   2418 	return tab;
   2419 error:
   2420 	isl_tab_free(tab);
   2421 	return NULL;
   2422 }
   2423 
   2424 __isl_give struct isl_tab *isl_tab_from_basic_set(
   2425 	__isl_keep isl_basic_set *bset, int track)
   2426 {
   2427 	return isl_tab_from_basic_map(bset, track);
   2428 }
   2429 
   2430 /* Construct a tableau corresponding to the recession cone of "bset".
   2431  */
   2432 struct isl_tab *isl_tab_from_recession_cone(__isl_keep isl_basic_set *bset,
   2433 	int parametric)
   2434 {
   2435 	isl_int cst;
   2436 	int i;
   2437 	struct isl_tab *tab;
   2438 	isl_size offset = 0;
   2439 	isl_size total;
   2440 
   2441 	total = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_all);
   2442 	if (parametric)
   2443 		offset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
   2444 	if (total < 0 || offset < 0)
   2445 		return NULL;
   2446 	tab = isl_tab_alloc(bset->ctx, bset->n_eq + bset->n_ineq,
   2447 				total - offset, 0);
   2448 	if (!tab)
   2449 		return NULL;
   2450 	tab->rational = ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_RATIONAL);
   2451 	tab->cone = 1;
   2452 
   2453 	isl_int_init(cst);
   2454 	isl_int_set_si(cst, 0);
   2455 	for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
   2456 		isl_int_swap(bset->eq[i][offset], cst);
   2457 		if (offset > 0) {
   2458 			if (isl_tab_add_eq(tab, bset->eq[i] + offset) < 0)
   2459 				goto error;
   2460 		} else
   2461 			tab = add_eq(tab, bset->eq[i]);
   2462 		isl_int_swap(bset->eq[i][offset], cst);
   2463 		if (!tab)
   2464 			goto done;
   2465 	}
   2466 	for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
   2467 		int r;
   2468 		isl_int_swap(bset->ineq[i][offset], cst);
   2469 		r = isl_tab_add_row(tab, bset->ineq[i] + offset);
   2470 		isl_int_swap(bset->ineq[i][offset], cst);
   2471 		if (r < 0)
   2472 			goto error;
   2473 		tab->con[r].is_nonneg = 1;
   2474 		if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_nonneg, &tab->con[r]) < 0)
   2475 			goto error;
   2476 	}
   2477 done:
   2478 	isl_int_clear(cst);
   2479 	return tab;
   2480 error:
   2481 	isl_int_clear(cst);
   2482 	isl_tab_free(tab);
   2483 	return NULL;
   2484 }
   2485 
   2486 /* Assuming "tab" is the tableau of a cone, check if the cone is
   2487  * bounded, i.e., if it is empty or only contains the origin.
   2488  */
   2489 isl_bool isl_tab_cone_is_bounded(struct isl_tab *tab)
   2490 {
   2491 	int i;
   2492 
   2493 	if (!tab)
   2494 		return isl_bool_error;
   2495 	if (tab->empty)
   2496 		return isl_bool_true;
   2497 	if (tab->n_dead == tab->n_col)
   2498 		return isl_bool_true;
   2499 
   2500 	for (;;) {
   2501 		for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
   2502 			struct isl_tab_var *var;
   2503 			int sgn;
   2504 			var = isl_tab_var_from_row(tab, i);
   2505 			if (!var->is_nonneg)
   2506 				continue;
   2507 			sgn = sign_of_max(tab, var);
   2508 			if (sgn < -1)
   2509 				return isl_bool_error;
   2510 			if (sgn != 0)
   2511 				return isl_bool_false;
   2512 			if (close_row(tab, var, 0) < 0)
   2513 				return isl_bool_error;
   2514 			break;
   2515 		}
   2516 		if (tab->n_dead == tab->n_col)
   2517 			return isl_bool_true;
   2518 		if (i == tab->n_row)
   2519 			return isl_bool_false;
   2520 	}
   2521 }
   2522 
   2523 int isl_tab_sample_is_integer(struct isl_tab *tab)
   2524 {
   2525 	int i;
   2526 
   2527 	if (!tab)
   2528 		return -1;
   2529 
   2530 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   2531 		int row;
   2532 		if (!tab->var[i].is_row)
   2533 			continue;
   2534 		row = tab->var[i].index;
   2535 		if (!isl_int_is_divisible_by(tab->mat->row[row][1],
   2536 						tab->mat->row[row][0]))
   2537 			return 0;
   2538 	}
   2539 	return 1;
   2540 }
   2541 
   2542 static struct isl_vec *extract_integer_sample(struct isl_tab *tab)
   2543 {
   2544 	int i;
   2545 	struct isl_vec *vec;
   2546 
   2547 	vec = isl_vec_alloc(tab->mat->ctx, 1 + tab->n_var);
   2548 	if (!vec)
   2549 		return NULL;
   2550 
   2551 	isl_int_set_si(vec->block.data[0], 1);
   2552 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   2553 		if (!tab->var[i].is_row)
   2554 			isl_int_set_si(vec->block.data[1 + i], 0);
   2555 		else {
   2556 			int row = tab->var[i].index;
   2557 			isl_int_divexact(vec->block.data[1 + i],
   2558 				tab->mat->row[row][1], tab->mat->row[row][0]);
   2559 		}
   2560 	}
   2561 
   2562 	return vec;
   2563 }
   2564 
   2565 __isl_give isl_vec *isl_tab_get_sample_value(struct isl_tab *tab)
   2566 {
   2567 	int i;
   2568 	struct isl_vec *vec;
   2569 	isl_int m;
   2570 
   2571 	if (!tab)
   2572 		return NULL;
   2573 
   2574 	vec = isl_vec_alloc(tab->mat->ctx, 1 + tab->n_var);
   2575 	if (!vec)
   2576 		return NULL;
   2577 
   2578 	isl_int_init(m);
   2579 
   2580 	isl_int_set_si(vec->block.data[0], 1);
   2581 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   2582 		int row;
   2583 		if (!tab->var[i].is_row) {
   2584 			isl_int_set_si(vec->block.data[1 + i], 0);
   2585 			continue;
   2586 		}
   2587 		row = tab->var[i].index;
   2588 		isl_int_gcd(m, vec->block.data[0], tab->mat->row[row][0]);
   2589 		isl_int_divexact(m, tab->mat->row[row][0], m);
   2590 		isl_seq_scale(vec->block.data, vec->block.data, m, 1 + i);
   2591 		isl_int_divexact(m, vec->block.data[0], tab->mat->row[row][0]);
   2592 		isl_int_mul(vec->block.data[1 + i], m, tab->mat->row[row][1]);
   2593 	}
   2594 	vec = isl_vec_normalize(vec);
   2595 
   2596 	isl_int_clear(m);
   2597 	return vec;
   2598 }
   2599 
   2600 /* Store the sample value of "var" of "tab" rounded up (if sgn > 0)
   2601  * or down (if sgn < 0) to the nearest integer in *v.
   2602  */
   2603 static void get_rounded_sample_value(struct isl_tab *tab,
   2604 	struct isl_tab_var *var, int sgn, isl_int *v)
   2605 {
   2606 	if (!var->is_row)
   2607 		isl_int_set_si(*v, 0);
   2608 	else if (sgn > 0)
   2609 		isl_int_cdiv_q(*v, tab->mat->row[var->index][1],
   2610 				   tab->mat->row[var->index][0]);
   2611 	else
   2612 		isl_int_fdiv_q(*v, tab->mat->row[var->index][1],
   2613 				   tab->mat->row[var->index][0]);
   2614 }
   2615 
   2616 /* Update "bmap" based on the results of the tableau "tab".
   2617  * In particular, implicit equalities are made explicit, redundant constraints
   2618  * are removed and if the sample value happens to be integer, it is stored
   2619  * in "bmap" (unless "bmap" already had an integer sample).
   2620  *
   2621  * The tableau is assumed to have been created from "bmap" using
   2622  * isl_tab_from_basic_map.
   2623  */
   2624 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_update_from_tab(
   2625 	__isl_take isl_basic_map *bmap, struct isl_tab *tab)
   2626 {
   2627 	int i;
   2628 	unsigned n_eq;
   2629 
   2630 	if (!bmap)
   2631 		return NULL;
   2632 	if (!tab)
   2633 		return bmap;
   2634 
   2635 	n_eq = tab->n_eq;
   2636 	if (tab->empty)
   2637 		bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
   2638 	else
   2639 		for (i = bmap->n_ineq - 1; i >= 0; --i) {
   2640 			if (isl_tab_is_equality(tab, n_eq + i))
   2641 				isl_basic_map_inequality_to_equality(bmap, i);
   2642 			else if (isl_tab_is_redundant(tab, n_eq + i))
   2643 				isl_basic_map_drop_inequality(bmap, i);
   2644 		}
   2645 	if (bmap->n_eq != n_eq)
   2646 		bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
   2647 	if (!tab->rational &&
   2648 	    bmap && !bmap->sample && isl_tab_sample_is_integer(tab))
   2649 		bmap->sample = extract_integer_sample(tab);
   2650 	return bmap;
   2651 }
   2652 
   2653 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_update_from_tab(
   2654 	__isl_take isl_basic_set *bset, struct isl_tab *tab)
   2655 {
   2656 	return bset_from_bmap(isl_basic_map_update_from_tab(bset_to_bmap(bset),
   2657 								tab));
   2658 }
   2659 
   2660 /* Drop the last constraint added to "tab" in position "r".
   2661  * The constraint is expected to have remained in a row.
   2662  */
   2663 static isl_stat drop_last_con_in_row(struct isl_tab *tab, int r)
   2664 {
   2665 	if (!tab->con[r].is_row)
   2666 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   2667 			"row unexpectedly moved to column",
   2668 			return isl_stat_error);
   2669 	if (r + 1 != tab->n_con)
   2670 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   2671 			"additional constraints added", return isl_stat_error);
   2672 	if (drop_row(tab, tab->con[r].index) < 0)
   2673 		return isl_stat_error;
   2674 
   2675 	return isl_stat_ok;
   2676 }
   2677 
   2678 /* Given a non-negative variable "var", temporarily add a new non-negative
   2679  * variable that is the opposite of "var", ensuring that "var" can only attain
   2680  * the value zero.  The new variable is removed again before this function
   2681  * returns.  However, the effect of forcing "var" to be zero remains.
   2682  * If var = n/d is a row variable, then the new variable = -n/d.
   2683  * If var is a column variables, then the new variable = -var.
   2684  * If the new variable cannot attain non-negative values, then
   2685  * the resulting tableau is empty.
   2686  * Otherwise, we know the value will be zero and we close the row.
   2687  */
   2688 static isl_stat cut_to_hyperplane(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   2689 {
   2690 	unsigned r;
   2691 	isl_int *row;
   2692 	int sgn;
   2693 	unsigned off = 2 + tab->M;
   2694 
   2695 	if (var->is_zero)
   2696 		return isl_stat_ok;
   2697 	if (var->is_redundant || !var->is_nonneg)
   2698 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_invalid,
   2699 			"expecting non-redundant non-negative variable",
   2700 			return isl_stat_error);
   2701 
   2702 	if (isl_tab_extend_cons(tab, 1) < 0)
   2703 		return isl_stat_error;
   2704 
   2705 	r = tab->n_con;
   2706 	tab->con[r].index = tab->n_row;
   2707 	tab->con[r].is_row = 1;
   2708 	tab->con[r].is_nonneg = 0;
   2709 	tab->con[r].is_zero = 0;
   2710 	tab->con[r].is_redundant = 0;
   2711 	tab->con[r].frozen = 0;
   2712 	tab->con[r].negated = 0;
   2713 	tab->row_var[tab->n_row] = ~r;
   2714 	row = tab->mat->row[tab->n_row];
   2715 
   2716 	if (var->is_row) {
   2717 		isl_int_set(row[0], tab->mat->row[var->index][0]);
   2718 		isl_seq_neg(row + 1,
   2719 			    tab->mat->row[var->index] + 1, 1 + tab->n_col);
   2720 	} else {
   2721 		isl_int_set_si(row[0], 1);
   2722 		isl_seq_clr(row + 1, 1 + tab->n_col);
   2723 		isl_int_set_si(row[off + var->index], -1);
   2724 	}
   2725 
   2726 	tab->n_row++;
   2727 	tab->n_con++;
   2728 
   2729 	sgn = sign_of_max(tab, &tab->con[r]);
   2730 	if (sgn < -1)
   2731 		return isl_stat_error;
   2732 	if (sgn < 0) {
   2733 		if (drop_last_con_in_row(tab, r) < 0)
   2734 			return isl_stat_error;
   2735 		if (isl_tab_mark_empty(tab) < 0)
   2736 			return isl_stat_error;
   2737 		return isl_stat_ok;
   2738 	}
   2739 	tab->con[r].is_nonneg = 1;
   2740 	/* sgn == 0 */
   2741 	if (close_row(tab, &tab->con[r], 1) < 0)
   2742 		return isl_stat_error;
   2743 	if (drop_last_con_in_row(tab, r) < 0)
   2744 		return isl_stat_error;
   2745 
   2746 	return isl_stat_ok;
   2747 }
   2748 
   2749 /* Check that "con" is a valid constraint position for "tab".
   2750  */
   2751 static isl_stat isl_tab_check_con(struct isl_tab *tab, int con)
   2752 {
   2753 	if (!tab)
   2754 		return isl_stat_error;
   2755 	if (con < 0 || con >= tab->n_con)
   2756 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_invalid,
   2757 			"position out of bounds", return isl_stat_error);
   2758 	return isl_stat_ok;
   2759 }
   2760 
   2761 /* Given a tableau "tab" and an inequality constraint "con" of the tableau,
   2762  * relax the inequality by one.  That is, the inequality r >= 0 is replaced
   2763  * by r' = r + 1 >= 0.
   2764  * If r is a row variable, we simply increase the constant term by one
   2765  * (taking into account the denominator).
   2766  * If r is a column variable, then we need to modify each row that
   2767  * refers to r = r' - 1 by substituting this equality, effectively
   2768  * subtracting the coefficient of the column from the constant.
   2769  * We should only do this if the minimum is manifestly unbounded,
   2770  * however.  Otherwise, we may end up with negative sample values
   2771  * for non-negative variables.
   2772  * So, if r is a column variable with a minimum that is not
   2773  * manifestly unbounded, then we need to move it to a row.
   2774  * However, the sample value of this row may be negative,
   2775  * even after the relaxation, so we need to restore it.
   2776  * We therefore prefer to pivot a column up to a row, if possible.
   2777  */
   2778 int isl_tab_relax(struct isl_tab *tab, int con)
   2779 {
   2780 	struct isl_tab_var *var;
   2781 
   2782 	if (!tab)
   2783 		return -1;
   2784 
   2785 	var = &tab->con[con];
   2786 
   2787 	if (var->is_row && (var->index < 0 || var->index < tab->n_redundant))
   2788 		isl_die(tab->mat->ctx, isl_error_invalid,
   2789 			"cannot relax redundant constraint", return -1);
   2790 	if (!var->is_row && (var->index < 0 || var->index < tab->n_dead))
   2791 		isl_die(tab->mat->ctx, isl_error_invalid,
   2792 			"cannot relax dead constraint", return -1);
   2793 
   2794 	if (!var->is_row && !max_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   2795 		if (to_row(tab, var, 1) < 0)
   2796 			return -1;
   2797 	if (!var->is_row && !min_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   2798 		if (to_row(tab, var, -1) < 0)
   2799 			return -1;
   2800 
   2801 	if (var->is_row) {
   2802 		isl_int_add(tab->mat->row[var->index][1],
   2803 		    tab->mat->row[var->index][1], tab->mat->row[var->index][0]);
   2804 		if (restore_row(tab, var) < 0)
   2805 			return -1;
   2806 	} else {
   2807 		int i;
   2808 		unsigned off = 2 + tab->M;
   2809 
   2810 		for (i = 0; i < tab->n_row; ++i) {
   2811 			if (isl_int_is_zero(tab->mat->row[i][off + var->index]))
   2812 				continue;
   2813 			isl_int_sub(tab->mat->row[i][1], tab->mat->row[i][1],
   2814 			    tab->mat->row[i][off + var->index]);
   2815 		}
   2816 
   2817 	}
   2818 
   2819 	if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_relax, var) < 0)
   2820 		return -1;
   2821 
   2822 	return 0;
   2823 }
   2824 
   2825 /* Replace the variable v at position "pos" in the tableau "tab"
   2826  * by v' = v + shift.
   2827  *
   2828  * If the variable is in a column, then we first check if we can
   2829  * simply plug in v = v' - shift.  The effect on a row with
   2830  * coefficient f/d for variable v is that the constant term c/d
   2831  * is replaced by (c - f * shift)/d.  If shift is positive and
   2832  * f is negative for each row that needs to remain non-negative,
   2833  * then this is clearly safe.  In other words, if the minimum of v
   2834  * is manifestly unbounded, then we can keep v in a column position.
   2835  * Otherwise, we can pivot it down to a row.
   2836  * Similarly, if shift is negative, we need to check if the maximum
   2837  * of is manifestly unbounded.
   2838  *
   2839  * If the variable is in a row (from the start or after pivoting),
   2840  * then the constant term c/d is replaced by (c + d * shift)/d.
   2841  */
   2842 int isl_tab_shift_var(struct isl_tab *tab, int pos, isl_int shift)
   2843 {
   2844 	struct isl_tab_var *var;
   2845 
   2846 	if (!tab)
   2847 		return -1;
   2848 	if (isl_int_is_zero(shift))
   2849 		return 0;
   2850 
   2851 	var = &tab->var[pos];
   2852 	if (!var->is_row) {
   2853 		if (isl_int_is_neg(shift)) {
   2854 			if (!max_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   2855 				if (to_row(tab, var, 1) < 0)
   2856 					return -1;
   2857 		} else {
   2858 			if (!min_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   2859 				if (to_row(tab, var, -1) < 0)
   2860 					return -1;
   2861 		}
   2862 	}
   2863 
   2864 	if (var->is_row) {
   2865 		isl_int_addmul(tab->mat->row[var->index][1],
   2866 				shift, tab->mat->row[var->index][0]);
   2867 	} else {
   2868 		int i;
   2869 		unsigned off = 2 + tab->M;
   2870 
   2871 		for (i = 0; i < tab->n_row; ++i) {
   2872 			if (isl_int_is_zero(tab->mat->row[i][off + var->index]))
   2873 				continue;
   2874 			isl_int_submul(tab->mat->row[i][1],
   2875 				    shift, tab->mat->row[i][off + var->index]);
   2876 		}
   2877 
   2878 	}
   2879 
   2880 	return 0;
   2881 }
   2882 
   2883 /* Remove the sign constraint from constraint "con".
   2884  *
   2885  * If the constraint variable was originally marked non-negative,
   2886  * then we make sure we mark it non-negative again during rollback.
   2887  */
   2888 int isl_tab_unrestrict(struct isl_tab *tab, int con)
   2889 {
   2890 	struct isl_tab_var *var;
   2891 
   2892 	if (!tab)
   2893 		return -1;
   2894 
   2895 	var = &tab->con[con];
   2896 	if (!var->is_nonneg)
   2897 		return 0;
   2898 
   2899 	var->is_nonneg = 0;
   2900 	if (isl_tab_push_var(tab, isl_tab_undo_unrestrict, var) < 0)
   2901 		return -1;
   2902 
   2903 	return 0;
   2904 }
   2905 
   2906 int isl_tab_select_facet(struct isl_tab *tab, int con)
   2907 {
   2908 	if (!tab)
   2909 		return -1;
   2910 
   2911 	return cut_to_hyperplane(tab, &tab->con[con]);
   2912 }
   2913 
   2914 static int may_be_equality(struct isl_tab *tab, int row)
   2915 {
   2916 	return tab->rational ? isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][1])
   2917 			     : isl_int_lt(tab->mat->row[row][1],
   2918 					    tab->mat->row[row][0]);
   2919 }
   2920 
   2921 /* Return an isl_tab_var that has been marked or NULL if no such
   2922  * variable can be found.
   2923  * The marked field has only been set for variables that
   2924  * appear in non-redundant rows or non-dead columns.
   2925  *
   2926  * Pick the last constraint variable that is marked and
   2927  * that appears in either a non-redundant row or a non-dead columns.
   2928  * Since the returned variable is tested for being a redundant constraint or
   2929  * an implicit equality, there is no need to return any tab variable that
   2930  * corresponds to a variable.
   2931  */
   2932 static struct isl_tab_var *select_marked(struct isl_tab *tab)
   2933 {
   2934 	int i;
   2935 	struct isl_tab_var *var;
   2936 
   2937 	for (i = tab->n_con - 1; i >= 0; --i) {
   2938 		var = &tab->con[i];
   2939 		if (var->index < 0)
   2940 			continue;
   2941 		if (var->is_row && var->index < tab->n_redundant)
   2942 			continue;
   2943 		if (!var->is_row && var->index < tab->n_dead)
   2944 			continue;
   2945 		if (var->marked)
   2946 			return var;
   2947 	}
   2948 
   2949 	return NULL;
   2950 }
   2951 
   2952 /* Check for (near) equalities among the constraints.
   2953  * A constraint is an equality if it is non-negative and if
   2954  * its maximal value is either
   2955  *	- zero (in case of rational tableaus), or
   2956  *	- strictly less than 1 (in case of integer tableaus)
   2957  *
   2958  * We first mark all non-redundant and non-dead variables that
   2959  * are not frozen and not obviously not an equality.
   2960  * Then we iterate over all marked variables if they can attain
   2961  * any values larger than zero or at least one.
   2962  * If the maximal value is zero, we mark any column variables
   2963  * that appear in the row as being zero and mark the row as being redundant.
   2964  * Otherwise, if the maximal value is strictly less than one (and the
   2965  * tableau is integer), then we restrict the value to being zero
   2966  * by adding an opposite non-negative variable.
   2967  * The order in which the variables are considered is not important.
   2968  */
   2969 int isl_tab_detect_implicit_equalities(struct isl_tab *tab)
   2970 {
   2971 	int i;
   2972 	unsigned n_marked;
   2973 
   2974 	if (!tab)
   2975 		return -1;
   2976 	if (tab->empty)
   2977 		return 0;
   2978 	if (tab->n_dead == tab->n_col)
   2979 		return 0;
   2980 
   2981 	n_marked = 0;
   2982 	for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
   2983 		struct isl_tab_var *var = isl_tab_var_from_row(tab, i);
   2984 		var->marked = !var->frozen && var->is_nonneg &&
   2985 			may_be_equality(tab, i);
   2986 		if (var->marked)
   2987 			n_marked++;
   2988 	}
   2989 	for (i = tab->n_dead; i < tab->n_col; ++i) {
   2990 		struct isl_tab_var *var = var_from_col(tab, i);
   2991 		var->marked = !var->frozen && var->is_nonneg;
   2992 		if (var->marked)
   2993 			n_marked++;
   2994 	}
   2995 	while (n_marked) {
   2996 		struct isl_tab_var *var;
   2997 		int sgn;
   2998 		var = select_marked(tab);
   2999 		if (!var)
   3000 			break;
   3001 		var->marked = 0;
   3002 		n_marked--;
   3003 		sgn = sign_of_max(tab, var);
   3004 		if (sgn < 0)
   3005 			return -1;
   3006 		if (sgn == 0) {
   3007 			if (close_row(tab, var, 0) < 0)
   3008 				return -1;
   3009 		} else if (!tab->rational && !at_least_one(tab, var)) {
   3010 			if (cut_to_hyperplane(tab, var) < 0)
   3011 				return -1;
   3012 			return isl_tab_detect_implicit_equalities(tab);
   3013 		}
   3014 		for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
   3015 			var = isl_tab_var_from_row(tab, i);
   3016 			if (!var->marked)
   3017 				continue;
   3018 			if (may_be_equality(tab, i))
   3019 				continue;
   3020 			var->marked = 0;
   3021 			n_marked--;
   3022 		}
   3023 	}
   3024 
   3025 	return 0;
   3026 }
   3027 
   3028 /* Update the element of row_var or col_var that corresponds to
   3029  * constraint tab->con[i] to a move from position "old" to position "i".
   3030  */
   3031 static int update_con_after_move(struct isl_tab *tab, int i, int old)
   3032 {
   3033 	int *p;
   3034 	int index;
   3035 
   3036 	index = tab->con[i].index;
   3037 	if (index == -1)
   3038 		return 0;
   3039 	p = tab->con[i].is_row ? tab->row_var : tab->col_var;
   3040 	if (p[index] != ~old)
   3041 		isl_die(tab->mat->ctx, isl_error_internal,
   3042 			"broken internal state", return -1);
   3043 	p[index] = ~i;
   3044 
   3045 	return 0;
   3046 }
   3047 
   3048 /* Interchange constraints "con1" and "con2" in "tab".
   3049  * In particular, interchange the contents of these entries in tab->con.
   3050  * Since tab->col_var and tab->row_var point back into this array,
   3051  * they need to be updated accordingly.
   3052  */
   3053 isl_stat isl_tab_swap_constraints(struct isl_tab *tab, int con1, int con2)
   3054 {
   3055 	struct isl_tab_var var;
   3056 
   3057 	if (isl_tab_check_con(tab, con1) < 0 ||
   3058 	    isl_tab_check_con(tab, con2) < 0)
   3059 		return isl_stat_error;
   3060 
   3061 	var = tab->con[con1];
   3062 	tab->con[con1] = tab->con[con2];
   3063 	if (update_con_after_move(tab, con1, con2) < 0)
   3064 		return isl_stat_error;
   3065 	tab->con[con2] = var;
   3066 	if (update_con_after_move(tab, con2, con1) < 0)
   3067 		return isl_stat_error;
   3068 
   3069 	return isl_stat_ok;
   3070 }
   3071 
   3072 /* Rotate the "n" constraints starting at "first" to the right,
   3073  * putting the last constraint in the position of the first constraint.
   3074  */
   3075 static int rotate_constraints(struct isl_tab *tab, int first, int n)
   3076 {
   3077 	int i, last;
   3078 	struct isl_tab_var var;
   3079 
   3080 	if (n <= 1)
   3081 		return 0;
   3082 
   3083 	last = first + n - 1;
   3084 	var = tab->con[last];
   3085 	for (i = last; i > first; --i) {
   3086 		tab->con[i] = tab->con[i - 1];
   3087 		if (update_con_after_move(tab, i, i - 1) < 0)
   3088 			return -1;
   3089 	}
   3090 	tab->con[first] = var;
   3091 	if (update_con_after_move(tab, first, last) < 0)
   3092 		return -1;
   3093 
   3094 	return 0;
   3095 }
   3096 
   3097 /* Drop the "n" entries starting at position "first" in tab->con, moving all
   3098  * subsequent entries down.
   3099  * Since some of the entries of tab->row_var and tab->col_var contain
   3100  * indices into this array, they have to be updated accordingly.
   3101  */
   3102 static isl_stat con_drop_entries(struct isl_tab *tab,
   3103 	unsigned first, unsigned n)
   3104 {
   3105 	int i;
   3106 
   3107 	if (first + n > tab->n_con || first + n < first)
   3108 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   3109 			"invalid range", return isl_stat_error);
   3110 
   3111 	tab->n_con -= n;
   3112 
   3113 	for (i = first; i < tab->n_con; ++i) {
   3114 		tab->con[i] = tab->con[i + n];
   3115 		if (update_con_after_move(tab, i, i + n) < 0)
   3116 			return isl_stat_error;
   3117 	}
   3118 
   3119 	return isl_stat_ok;
   3120 }
   3121 
   3122 /* isl_basic_map_gauss5 callback that gets called when
   3123  * two (equality) constraints "a" and "b" get interchanged
   3124  * in the basic map.  Perform the same interchange in "tab".
   3125  */
   3126 static isl_stat swap_eq(unsigned a, unsigned b, void *user)
   3127 {
   3128 	struct isl_tab *tab = user;
   3129 
   3130 	return isl_tab_swap_constraints(tab, a, b);
   3131 }
   3132 
   3133 /* isl_basic_map_gauss5 callback that gets called when
   3134  * the final "n" equality constraints get removed.
   3135  * As a special case, if "n" is equal to the total number
   3136  * of equality constraints, then this means the basic map
   3137  * turned out to be empty.
   3138  * Drop the same number of equality constraints from "tab" or
   3139  * mark it empty in the special case.
   3140  */
   3141 static isl_stat drop_eq(unsigned n, void *user)
   3142 {
   3143 	struct isl_tab *tab = user;
   3144 
   3145 	if (tab->n_eq == n)
   3146 		return isl_tab_mark_empty(tab);
   3147 
   3148 	tab->n_eq -= n;
   3149 	return con_drop_entries(tab, tab->n_eq, n);
   3150 }
   3151 
   3152 /* If "bmap" has more than a single reference, then call
   3153  * isl_basic_map_gauss on it, updating "tab" accordingly.
   3154  */
   3155 static __isl_give isl_basic_map *gauss_if_shared(__isl_take isl_basic_map *bmap,
   3156 	struct isl_tab *tab)
   3157 {
   3158 	isl_bool single;
   3159 
   3160 	single = isl_basic_map_has_single_reference(bmap);
   3161 	if (single < 0)
   3162 		return isl_basic_map_free(bmap);
   3163 	if (single)
   3164 		return bmap;
   3165 	return isl_basic_map_gauss5(bmap, NULL, &swap_eq, &drop_eq, tab);
   3166 }
   3167 
   3168 /* Make the equalities that are implicit in "bmap" but that have been
   3169  * detected in the corresponding "tab" explicit in "bmap" and update
   3170  * "tab" to reflect the new order of the constraints.
   3171  *
   3172  * In particular, if inequality i is an implicit equality then
   3173  * isl_basic_map_inequality_to_equality will move the inequality
   3174  * in front of the other equality and it will move the last inequality
   3175  * in the position of inequality i.
   3176  * In the tableau, the inequalities of "bmap" are stored after the equalities
   3177  * and so the original order
   3178  *
   3179  *		E E E E E A A A I B B B B L
   3180  *
   3181  * is changed into
   3182  *
   3183  *		I E E E E E A A A L B B B B
   3184  *
   3185  * where I is the implicit equality, the E are equalities,
   3186  * the A inequalities before I, the B inequalities after I and
   3187  * L the last inequality.
   3188  * We therefore need to rotate to the right two sets of constraints,
   3189  * those up to and including I and those after I.
   3190  *
   3191  * If "tab" contains any constraints that are not in "bmap" then they
   3192  * appear after those in "bmap" and they should be left untouched.
   3193  *
   3194  * Note that this function only calls isl_basic_map_gauss
   3195  * (in case some equality constraints got detected)
   3196  * if "bmap" has more than one reference.
   3197  * If it only has a single reference, then it is left in a temporary state,
   3198  * because the caller may require this state.
   3199  * Calling isl_basic_map_gauss is then the responsibility of the caller.
   3200  */
   3201 __isl_give isl_basic_map *isl_tab_make_equalities_explicit(struct isl_tab *tab,
   3202 	__isl_take isl_basic_map *bmap)
   3203 {
   3204 	int i;
   3205 	unsigned n_eq;
   3206 
   3207 	if (!tab || !bmap)
   3208 		return isl_basic_map_free(bmap);
   3209 	if (tab->empty)
   3210 		return bmap;
   3211 
   3212 	n_eq = tab->n_eq;
   3213 	for (i = bmap->n_ineq - 1; i >= 0; --i) {
   3214 		if (!isl_tab_is_equality(tab, bmap->n_eq + i))
   3215 			continue;
   3216 		isl_basic_map_inequality_to_equality(bmap, i);
   3217 		if (rotate_constraints(tab, 0, tab->n_eq + i + 1) < 0)
   3218 			return isl_basic_map_free(bmap);
   3219 		if (rotate_constraints(tab, tab->n_eq + i + 1,
   3220 					bmap->n_ineq - i) < 0)
   3221 			return isl_basic_map_free(bmap);
   3222 		tab->n_eq++;
   3223 	}
   3224 
   3225 	if (n_eq != tab->n_eq)
   3226 		bmap = gauss_if_shared(bmap, tab);
   3227 
   3228 	return bmap;
   3229 }
   3230 
   3231 static int con_is_redundant(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   3232 {
   3233 	if (!tab)
   3234 		return -1;
   3235 	if (tab->rational) {
   3236 		int sgn = sign_of_min(tab, var);
   3237 		if (sgn < -1)
   3238 			return -1;
   3239 		return sgn >= 0;
   3240 	} else {
   3241 		int irred = isl_tab_min_at_most_neg_one(tab, var);
   3242 		if (irred < 0)
   3243 			return -1;
   3244 		return !irred;
   3245 	}
   3246 }
   3247 
   3248 /* Check for (near) redundant constraints.
   3249  * A constraint is redundant if it is non-negative and if
   3250  * its minimal value (temporarily ignoring the non-negativity) is either
   3251  *	- zero (in case of rational tableaus), or
   3252  *	- strictly larger than -1 (in case of integer tableaus)
   3253  *
   3254  * We first mark all non-redundant and non-dead variables that
   3255  * are not frozen and not obviously negatively unbounded.
   3256  * Then we iterate over all marked variables if they can attain
   3257  * any values smaller than zero or at most negative one.
   3258  * If not, we mark the row as being redundant (assuming it hasn't
   3259  * been detected as being obviously redundant in the mean time).
   3260  */
   3261 int isl_tab_detect_redundant(struct isl_tab *tab)
   3262 {
   3263 	int i;
   3264 	unsigned n_marked;
   3265 
   3266 	if (!tab)
   3267 		return -1;
   3268 	if (tab->empty)
   3269 		return 0;
   3270 	if (tab->n_redundant == tab->n_row)
   3271 		return 0;
   3272 
   3273 	n_marked = 0;
   3274 	for (i = tab->n_redundant; i < tab->n_row; ++i) {
   3275 		struct isl_tab_var *var = isl_tab_var_from_row(tab, i);
   3276 		var->marked = !var->frozen && var->is_nonneg;
   3277 		if (var->marked)
   3278 			n_marked++;
   3279 	}
   3280 	for (i = tab->n_dead; i < tab->n_col; ++i) {
   3281 		struct isl_tab_var *var = var_from_col(tab, i);
   3282 		var->marked = !var->frozen && var->is_nonneg &&
   3283 			!min_is_manifestly_unbounded(tab, var);
   3284 		if (var->marked)
   3285 			n_marked++;
   3286 	}
   3287 	while (n_marked) {
   3288 		struct isl_tab_var *var;
   3289 		int red;
   3290 		var = select_marked(tab);
   3291 		if (!var)
   3292 			break;
   3293 		var->marked = 0;
   3294 		n_marked--;
   3295 		red = con_is_redundant(tab, var);
   3296 		if (red < 0)
   3297 			return -1;
   3298 		if (red && !var->is_redundant)
   3299 			if (isl_tab_mark_redundant(tab, var->index) < 0)
   3300 				return -1;
   3301 		for (i = tab->n_dead; i < tab->n_col; ++i) {
   3302 			var = var_from_col(tab, i);
   3303 			if (!var->marked)
   3304 				continue;
   3305 			if (!min_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   3306 				continue;
   3307 			var->marked = 0;
   3308 			n_marked--;
   3309 		}
   3310 	}
   3311 
   3312 	return 0;
   3313 }
   3314 
   3315 int isl_tab_is_equality(struct isl_tab *tab, int con)
   3316 {
   3317 	int row;
   3318 	unsigned off;
   3319 
   3320 	if (!tab)
   3321 		return -1;
   3322 	if (tab->con[con].is_zero)
   3323 		return 1;
   3324 	if (tab->con[con].is_redundant)
   3325 		return 0;
   3326 	if (!tab->con[con].is_row)
   3327 		return tab->con[con].index < tab->n_dead;
   3328 
   3329 	row = tab->con[con].index;
   3330 
   3331 	off = 2 + tab->M;
   3332 	return isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][1]) &&
   3333 		!row_is_big(tab, row) &&
   3334 		isl_seq_first_non_zero(tab->mat->row[row] + off + tab->n_dead,
   3335 					tab->n_col - tab->n_dead) == -1;
   3336 }
   3337 
   3338 /* Return the minimal value of the affine expression "f" with denominator
   3339  * "denom" in *opt, *opt_denom, assuming the tableau is not empty and
   3340  * the expression cannot attain arbitrarily small values.
   3341  * If opt_denom is NULL, then *opt is rounded up to the nearest integer.
   3342  * The return value reflects the nature of the result (empty, unbounded,
   3343  * minimal value returned in *opt).
   3344  *
   3345  * This function assumes that at least one more row and at least
   3346  * one more element in the constraint array are available in the tableau.
   3347  */
   3348 enum isl_lp_result isl_tab_min(struct isl_tab *tab,
   3349 	isl_int *f, isl_int denom, isl_int *opt, isl_int *opt_denom,
   3350 	unsigned flags)
   3351 {
   3352 	int r;
   3353 	enum isl_lp_result res = isl_lp_ok;
   3354 	struct isl_tab_var *var;
   3355 	struct isl_tab_undo *snap;
   3356 
   3357 	if (!tab)
   3358 		return isl_lp_error;
   3359 
   3360 	if (tab->empty)
   3361 		return isl_lp_empty;
   3362 
   3363 	snap = isl_tab_snap(tab);
   3364 	r = isl_tab_add_row(tab, f);
   3365 	if (r < 0)
   3366 		return isl_lp_error;
   3367 	var = &tab->con[r];
   3368 	for (;;) {
   3369 		int row, col;
   3370 		find_pivot(tab, var, var, -1, &row, &col);
   3371 		if (row == var->index) {
   3372 			res = isl_lp_unbounded;
   3373 			break;
   3374 		}
   3375 		if (row == -1)
   3376 			break;
   3377 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   3378 			return isl_lp_error;
   3379 	}
   3380 	isl_int_mul(tab->mat->row[var->index][0],
   3381 		    tab->mat->row[var->index][0], denom);
   3382 	if (ISL_FL_ISSET(flags, ISL_TAB_SAVE_DUAL)) {
   3383 		int i;
   3384 
   3385 		isl_vec_free(tab->dual);
   3386 		tab->dual = isl_vec_alloc(tab->mat->ctx, 1 + tab->n_con);
   3387 		if (!tab->dual)
   3388 			return isl_lp_error;
   3389 		isl_int_set(tab->dual->el[0], tab->mat->row[var->index][0]);
   3390 		for (i = 0; i < tab->n_con; ++i) {
   3391 			int pos;
   3392 			if (tab->con[i].is_row) {
   3393 				isl_int_set_si(tab->dual->el[1 + i], 0);
   3394 				continue;
   3395 			}
   3396 			pos = 2 + tab->M + tab->con[i].index;
   3397 			if (tab->con[i].negated)
   3398 				isl_int_neg(tab->dual->el[1 + i],
   3399 					    tab->mat->row[var->index][pos]);
   3400 			else
   3401 				isl_int_set(tab->dual->el[1 + i],
   3402 					    tab->mat->row[var->index][pos]);
   3403 		}
   3404 	}
   3405 	if (opt && res == isl_lp_ok) {
   3406 		if (opt_denom) {
   3407 			isl_int_set(*opt, tab->mat->row[var->index][1]);
   3408 			isl_int_set(*opt_denom, tab->mat->row[var->index][0]);
   3409 		} else
   3410 			get_rounded_sample_value(tab, var, 1, opt);
   3411 	}
   3412 	if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
   3413 		return isl_lp_error;
   3414 	return res;
   3415 }
   3416 
   3417 /* Is the constraint at position "con" marked as being redundant?
   3418  * If it is marked as representing an equality, then it is not
   3419  * considered to be redundant.
   3420  * Note that isl_tab_mark_redundant marks both the isl_tab_var as
   3421  * redundant and moves the corresponding row into the first
   3422  * tab->n_redundant positions (or removes the row, assigning it index -1),
   3423  * so the final test is actually redundant itself.
   3424  */
   3425 int isl_tab_is_redundant(struct isl_tab *tab, int con)
   3426 {
   3427 	if (isl_tab_check_con(tab, con) < 0)
   3428 		return -1;
   3429 	if (tab->con[con].is_zero)
   3430 		return 0;
   3431 	if (tab->con[con].is_redundant)
   3432 		return 1;
   3433 	return tab->con[con].is_row && tab->con[con].index < tab->n_redundant;
   3434 }
   3435 
   3436 /* Is variable "var" of "tab" fixed to a constant value by its row
   3437  * in the tableau?
   3438  * If so and if "value" is not NULL, then store this constant value
   3439  * in "value".
   3440  *
   3441  * That is, is it a row variable that only has non-zero coefficients
   3442  * for dead columns?
   3443  */
   3444 static isl_bool is_constant(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var,
   3445 	isl_int *value)
   3446 {
   3447 	unsigned off = 2 + tab->M;
   3448 	isl_mat *mat = tab->mat;
   3449 	int n;
   3450 	int row;
   3451 	int pos;
   3452 
   3453 	if (!var->is_row)
   3454 		return isl_bool_false;
   3455 	row = var->index;
   3456 	if (row_is_big(tab, row))
   3457 		return isl_bool_false;
   3458 	n = tab->n_col - tab->n_dead;
   3459 	pos = isl_seq_first_non_zero(mat->row[row] + off + tab->n_dead, n);
   3460 	if (pos != -1)
   3461 		return isl_bool_false;
   3462 	if (value)
   3463 		isl_int_divexact(*value, mat->row[row][1], mat->row[row][0]);
   3464 	return isl_bool_true;
   3465 }
   3466 
   3467 /* Has the variable "var' of "tab" reached a value that is greater than
   3468  * or equal (if sgn > 0) or smaller than or equal (if sgn < 0) to "target"?
   3469  * "tmp" has been initialized by the caller and can be used
   3470  * to perform local computations.
   3471  *
   3472  * If the sample value involves the big parameter, then any value
   3473  * is reached.
   3474  * Otherwise check if n/d >= t, i.e., n >= d * t (if sgn > 0)
   3475  * or n/d <= t, i.e., n <= d * t (if sgn < 0).
   3476  */
   3477 static int reached(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var, int sgn,
   3478 	isl_int target, isl_int *tmp)
   3479 {
   3480 	if (row_is_big(tab, var->index))
   3481 		return 1;
   3482 	isl_int_mul(*tmp, tab->mat->row[var->index][0], target);
   3483 	if (sgn > 0)
   3484 		return isl_int_ge(tab->mat->row[var->index][1], *tmp);
   3485 	else
   3486 		return isl_int_le(tab->mat->row[var->index][1], *tmp);
   3487 }
   3488 
   3489 /* Can variable "var" of "tab" attain the value "target" by
   3490  * pivoting up (if sgn > 0) or down (if sgn < 0)?
   3491  * If not, then pivot up [down] to the greatest [smallest]
   3492  * rational value.
   3493  * "tmp" has been initialized by the caller and can be used
   3494  * to perform local computations.
   3495  *
   3496  * If the variable is manifestly unbounded in the desired direction,
   3497  * then it can attain any value.
   3498  * Otherwise, it can be moved to a row.
   3499  * Continue pivoting until the target is reached.
   3500  * If no more pivoting can be performed, the maximal [minimal]
   3501  * rational value has been reached and the target cannot be reached.
   3502  * If the variable would be pivoted into a manifestly unbounded column,
   3503  * then the target can be reached.
   3504  */
   3505 static isl_bool var_reaches(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var,
   3506 	int sgn, isl_int target, isl_int *tmp)
   3507 {
   3508 	int row, col;
   3509 
   3510 	if (sgn < 0 && min_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   3511 		return isl_bool_true;
   3512 	if (sgn > 0 && max_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   3513 		return isl_bool_true;
   3514 	if (to_row(tab, var, sgn) < 0)
   3515 		return isl_bool_error;
   3516 	while (!reached(tab, var, sgn, target, tmp)) {
   3517 		find_pivot(tab, var, var, sgn, &row, &col);
   3518 		if (row == -1)
   3519 			return isl_bool_false;
   3520 		if (row == var->index)
   3521 			return isl_bool_true;
   3522 		if (isl_tab_pivot(tab, row, col) < 0)
   3523 			return isl_bool_error;
   3524 	}
   3525 
   3526 	return isl_bool_true;
   3527 }
   3528 
   3529 /* Check if variable "var" of "tab" can only attain a single (integer)
   3530  * value, and, if so, add an equality constraint to fix the variable
   3531  * to this single value and store the result in "target".
   3532  * "target" and "tmp" have been initialized by the caller.
   3533  *
   3534  * Given the current sample value, round it down and check
   3535  * whether it is possible to attain a strictly smaller integer value.
   3536  * If so, the variable is not restricted to a single integer value.
   3537  * Otherwise, the search stops at the smallest rational value.
   3538  * Round up this value and check whether it is possible to attain
   3539  * a strictly greater integer value.
   3540  * If so, the variable is not restricted to a single integer value.
   3541  * Otherwise, the search stops at the greatest rational value.
   3542  * If rounding down this value yields a value that is different
   3543  * from rounding up the smallest rational value, then the variable
   3544  * cannot attain any integer value.  Mark the tableau empty.
   3545  * Otherwise, add an equality constraint that fixes the variable
   3546  * to the single integer value found.
   3547  */
   3548 static isl_bool detect_constant_with_tmp(struct isl_tab *tab,
   3549 	struct isl_tab_var *var, isl_int *target, isl_int *tmp)
   3550 {
   3551 	isl_bool reached;
   3552 	isl_vec *eq;
   3553 	int pos;
   3554 	isl_stat r;
   3555 
   3556 	get_rounded_sample_value(tab, var, -1, target);
   3557 	isl_int_sub_ui(*target, *target, 1);
   3558 	reached = var_reaches(tab, var, -1, *target, tmp);
   3559 	if (reached < 0 || reached)
   3560 		return isl_bool_not(reached);
   3561 	get_rounded_sample_value(tab, var, 1, target);
   3562 	isl_int_add_ui(*target, *target, 1);
   3563 	reached = var_reaches(tab, var, 1, *target, tmp);
   3564 	if (reached < 0 || reached)
   3565 		return isl_bool_not(reached);
   3566 	get_rounded_sample_value(tab, var, -1, tmp);
   3567 	isl_int_sub_ui(*target, *target, 1);
   3568 	if (isl_int_ne(*target, *tmp)) {
   3569 		if (isl_tab_mark_empty(tab) < 0)
   3570 			return isl_bool_error;
   3571 		return isl_bool_false;
   3572 	}
   3573 
   3574 	if (isl_tab_extend_cons(tab, 1) < 0)
   3575 		return isl_bool_error;
   3576 	eq = isl_vec_alloc(isl_tab_get_ctx(tab), 1 + tab->n_var);
   3577 	if (!eq)
   3578 		return isl_bool_error;
   3579 	pos = var - tab->var;
   3580 	isl_seq_clr(eq->el + 1, tab->n_var);
   3581 	isl_int_set_si(eq->el[1 + pos], -1);
   3582 	isl_int_set(eq->el[0], *target);
   3583 	r = isl_tab_add_eq(tab, eq->el);
   3584 	isl_vec_free(eq);
   3585 
   3586 	return r < 0 ? isl_bool_error : isl_bool_true;
   3587 }
   3588 
   3589 /* Check if variable "var" of "tab" can only attain a single (integer)
   3590  * value, and, if so, add an equality constraint to fix the variable
   3591  * to this single value and store the result in "value" (if "value"
   3592  * is not NULL).
   3593  *
   3594  * If the current sample value involves the big parameter,
   3595  * then the variable cannot have a fixed integer value.
   3596  * If the variable is already fixed to a single value by its row, then
   3597  * there is no need to add another equality constraint.
   3598  *
   3599  * Otherwise, allocate some temporary variables and continue
   3600  * with detect_constant_with_tmp.
   3601  */
   3602 static isl_bool get_constant(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var,
   3603 	isl_int *value)
   3604 {
   3605 	isl_int target, tmp;
   3606 	isl_bool is_cst;
   3607 
   3608 	if (var->is_row && row_is_big(tab, var->index))
   3609 		return isl_bool_false;
   3610 	is_cst = is_constant(tab, var, value);
   3611 	if (is_cst < 0 || is_cst)
   3612 		return is_cst;
   3613 
   3614 	if (!value)
   3615 		isl_int_init(target);
   3616 	isl_int_init(tmp);
   3617 
   3618 	is_cst = detect_constant_with_tmp(tab, var,
   3619 					    value ? value : &target, &tmp);
   3620 
   3621 	isl_int_clear(tmp);
   3622 	if (!value)
   3623 		isl_int_clear(target);
   3624 
   3625 	return is_cst;
   3626 }
   3627 
   3628 /* Check if variable "var" of "tab" can only attain a single (integer)
   3629  * value, and, if so, add an equality constraint to fix the variable
   3630  * to this single value and store the result in "value" (if "value"
   3631  * is not NULL).
   3632  *
   3633  * For rational tableaus, nothing needs to be done.
   3634  */
   3635 isl_bool isl_tab_is_constant(struct isl_tab *tab, int var, isl_int *value)
   3636 {
   3637 	if (!tab)
   3638 		return isl_bool_error;
   3639 	if (var < 0 || var >= tab->n_var)
   3640 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_invalid,
   3641 			"position out of bounds", return isl_bool_error);
   3642 	if (tab->rational)
   3643 		return isl_bool_false;
   3644 
   3645 	return get_constant(tab, &tab->var[var], value);
   3646 }
   3647 
   3648 /* Check if any of the variables of "tab" can only attain a single (integer)
   3649  * value, and, if so, add equality constraints to fix those variables
   3650  * to these single values.
   3651  *
   3652  * For rational tableaus, nothing needs to be done.
   3653  */
   3654 isl_stat isl_tab_detect_constants(struct isl_tab *tab)
   3655 {
   3656 	int i;
   3657 
   3658 	if (!tab)
   3659 		return isl_stat_error;
   3660 	if (tab->rational)
   3661 		return isl_stat_ok;
   3662 
   3663 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   3664 		if (get_constant(tab, &tab->var[i], NULL) < 0)
   3665 			return isl_stat_error;
   3666 	}
   3667 
   3668 	return isl_stat_ok;
   3669 }
   3670 
   3671 /* Take a snapshot of the tableau that can be restored by a call to
   3672  * isl_tab_rollback.
   3673  */
   3674 struct isl_tab_undo *isl_tab_snap(struct isl_tab *tab)
   3675 {
   3676 	if (!tab)
   3677 		return NULL;
   3678 	tab->need_undo = 1;
   3679 	return tab->top;
   3680 }
   3681 
   3682 /* Does "tab" need to keep track of undo information?
   3683  * That is, was a snapshot taken that may need to be restored?
   3684  */
   3685 isl_bool isl_tab_need_undo(struct isl_tab *tab)
   3686 {
   3687 	if (!tab)
   3688 		return isl_bool_error;
   3689 
   3690 	return isl_bool_ok(tab->need_undo);
   3691 }
   3692 
   3693 /* Remove all tracking of undo information from "tab", invalidating
   3694  * any snapshots that may have been taken of the tableau.
   3695  * Since all snapshots have been invalidated, there is also
   3696  * no need to start keeping track of undo information again.
   3697  */
   3698 void isl_tab_clear_undo(struct isl_tab *tab)
   3699 {
   3700 	if (!tab)
   3701 		return;
   3702 
   3703 	free_undo(tab);
   3704 	tab->need_undo = 0;
   3705 }
   3706 
   3707 /* Undo the operation performed by isl_tab_relax.
   3708  */
   3709 static isl_stat unrelax(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   3710 	WARN_UNUSED;
   3711 static isl_stat unrelax(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   3712 {
   3713 	unsigned off = 2 + tab->M;
   3714 
   3715 	if (!var->is_row && !max_is_manifestly_unbounded(tab, var))
   3716 		if (to_row(tab, var, 1) < 0)
   3717 			return isl_stat_error;
   3718 
   3719 	if (var->is_row) {
   3720 		isl_int_sub(tab->mat->row[var->index][1],
   3721 		    tab->mat->row[var->index][1], tab->mat->row[var->index][0]);
   3722 		if (var->is_nonneg) {
   3723 			int sgn = restore_row(tab, var);
   3724 			isl_assert(tab->mat->ctx, sgn >= 0,
   3725 				return isl_stat_error);
   3726 		}
   3727 	} else {
   3728 		int i;
   3729 
   3730 		for (i = 0; i < tab->n_row; ++i) {
   3731 			if (isl_int_is_zero(tab->mat->row[i][off + var->index]))
   3732 				continue;
   3733 			isl_int_add(tab->mat->row[i][1], tab->mat->row[i][1],
   3734 			    tab->mat->row[i][off + var->index]);
   3735 		}
   3736 
   3737 	}
   3738 
   3739 	return isl_stat_ok;
   3740 }
   3741 
   3742 /* Undo the operation performed by isl_tab_unrestrict.
   3743  *
   3744  * In particular, mark the variable as being non-negative and make
   3745  * sure the sample value respects this constraint.
   3746  */
   3747 static isl_stat ununrestrict(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_var *var)
   3748 {
   3749 	var->is_nonneg = 1;
   3750 
   3751 	if (var->is_row && restore_row(tab, var) < -1)
   3752 		return isl_stat_error;
   3753 
   3754 	return isl_stat_ok;
   3755 }
   3756 
   3757 /* Unmark the last redundant row in "tab" as being redundant.
   3758  * This undoes part of the modifications performed by isl_tab_mark_redundant.
   3759  * In particular, remove the redundant mark and make
   3760  * sure the sample value respects the constraint again.
   3761  * A variable that is marked non-negative by isl_tab_mark_redundant
   3762  * is covered by a separate undo record.
   3763  */
   3764 static isl_stat restore_last_redundant(struct isl_tab *tab)
   3765 {
   3766 	struct isl_tab_var *var;
   3767 
   3768 	if (tab->n_redundant < 1)
   3769 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   3770 			"no redundant rows", return isl_stat_error);
   3771 
   3772 	var = isl_tab_var_from_row(tab, tab->n_redundant - 1);
   3773 	var->is_redundant = 0;
   3774 	tab->n_redundant--;
   3775 	restore_row(tab, var);
   3776 
   3777 	return isl_stat_ok;
   3778 }
   3779 
   3780 static isl_stat perform_undo_var(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_undo *undo)
   3781 	WARN_UNUSED;
   3782 static isl_stat perform_undo_var(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_undo *undo)
   3783 {
   3784 	struct isl_tab_var *var = var_from_index(tab, undo->u.var_index);
   3785 	switch (undo->type) {
   3786 	case isl_tab_undo_nonneg:
   3787 		var->is_nonneg = 0;
   3788 		break;
   3789 	case isl_tab_undo_redundant:
   3790 		if (!var->is_row || var->index != tab->n_redundant - 1)
   3791 			isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_internal,
   3792 				"not undoing last redundant row",
   3793 				return isl_stat_error);
   3794 		return restore_last_redundant(tab);
   3795 	case isl_tab_undo_freeze:
   3796 		var->frozen = 0;
   3797 		break;
   3798 	case isl_tab_undo_zero:
   3799 		var->is_zero = 0;
   3800 		if (!var->is_row)
   3801 			tab->n_dead--;
   3802 		break;
   3803 	case isl_tab_undo_allocate:
   3804 		if (undo->u.var_index >= 0) {
   3805 			isl_assert(tab->mat->ctx, !var->is_row,
   3806 				return isl_stat_error);
   3807 			return drop_col(tab, var->index);
   3808 		}
   3809 		if (!var->is_row) {
   3810 			if (!max_is_manifestly_unbounded(tab, var)) {
   3811 				if (to_row(tab, var, 1) < 0)
   3812 					return isl_stat_error;
   3813 			} else if (!min_is_manifestly_unbounded(tab, var)) {
   3814 				if (to_row(tab, var, -1) < 0)
   3815 					return isl_stat_error;
   3816 			} else
   3817 				if (to_row(tab, var, 0) < 0)
   3818 					return isl_stat_error;
   3819 		}
   3820 		return drop_row(tab, var->index);
   3821 	case isl_tab_undo_relax:
   3822 		return unrelax(tab, var);
   3823 	case isl_tab_undo_unrestrict:
   3824 		return ununrestrict(tab, var);
   3825 	default:
   3826 		isl_die(tab->mat->ctx, isl_error_internal,
   3827 			"perform_undo_var called on invalid undo record",
   3828 			return isl_stat_error);
   3829 	}
   3830 
   3831 	return isl_stat_ok;
   3832 }
   3833 
   3834 /* Restore all rows that have been marked redundant by isl_tab_mark_redundant
   3835  * and that have been preserved in the tableau.
   3836  * Note that isl_tab_mark_redundant may also have marked some variables
   3837  * as being non-negative before marking them redundant.  These need
   3838  * to be removed as well as otherwise some constraints could end up
   3839  * getting marked redundant with respect to the variable.
   3840  */
   3841 isl_stat isl_tab_restore_redundant(struct isl_tab *tab)
   3842 {
   3843 	if (!tab)
   3844 		return isl_stat_error;
   3845 
   3846 	if (tab->need_undo)
   3847 		isl_die(isl_tab_get_ctx(tab), isl_error_invalid,
   3848 			"manually restoring redundant constraints "
   3849 			"interferes with undo history",
   3850 			return isl_stat_error);
   3851 
   3852 	while (tab->n_redundant > 0) {
   3853 		if (tab->row_var[tab->n_redundant - 1] >= 0) {
   3854 			struct isl_tab_var *var;
   3855 
   3856 			var = isl_tab_var_from_row(tab, tab->n_redundant - 1);
   3857 			var->is_nonneg = 0;
   3858 		}
   3859 		restore_last_redundant(tab);
   3860 	}
   3861 	return isl_stat_ok;
   3862 }
   3863 
   3864 /* Undo the addition of an integer division to the basic map representation
   3865  * of "tab" in position "pos".
   3866  */
   3867 static isl_stat drop_bmap_div(struct isl_tab *tab, int pos)
   3868 {
   3869 	int off;
   3870 	isl_size n_div;
   3871 
   3872 	n_div = isl_basic_map_dim(tab->bmap, isl_dim_div);
   3873 	if (n_div < 0)
   3874 		return isl_stat_error;
   3875 	off = tab->n_var - n_div;
   3876 	tab->bmap = isl_basic_map_drop_div(tab->bmap, pos - off);
   3877 	if (!tab->bmap)
   3878 		return isl_stat_error;
   3879 	if (tab->samples) {
   3880 		tab->samples = isl_mat_drop_cols(tab->samples, 1 + pos, 1);
   3881 		if (!tab->samples)
   3882 			return isl_stat_error;
   3883 	}
   3884 
   3885 	return isl_stat_ok;
   3886 }
   3887 
   3888 /* Restore the tableau to the state where the basic variables
   3889  * are those in "col_var".
   3890  * We first construct a list of variables that are currently in
   3891  * the basis, but shouldn't.  Then we iterate over all variables
   3892  * that should be in the basis and for each one that is currently
   3893  * not in the basis, we exchange it with one of the elements of the
   3894  * list constructed before.
   3895  * We can always find an appropriate variable to pivot with because
   3896  * the current basis is mapped to the old basis by a non-singular
   3897  * matrix and so we can never end up with a zero row.
   3898  */
   3899 static int restore_basis(struct isl_tab *tab, int *col_var)
   3900 {
   3901 	int i, j;
   3902 	int n_extra = 0;
   3903 	int *extra = NULL;	/* current columns that contain bad stuff */
   3904 	unsigned off = 2 + tab->M;
   3905 
   3906 	extra = isl_alloc_array(tab->mat->ctx, int, tab->n_col);
   3907 	if (tab->n_col && !extra)
   3908 		goto error;
   3909 	for (i = 0; i < tab->n_col; ++i) {
   3910 		for (j = 0; j < tab->n_col; ++j)
   3911 			if (tab->col_var[i] == col_var[j])
   3912 				break;
   3913 		if (j < tab->n_col)
   3914 			continue;
   3915 		extra[n_extra++] = i;
   3916 	}
   3917 	for (i = 0; i < tab->n_col && n_extra > 0; ++i) {
   3918 		struct isl_tab_var *var;
   3919 		int row;
   3920 
   3921 		for (j = 0; j < tab->n_col; ++j)
   3922 			if (col_var[i] == tab->col_var[j])
   3923 				break;
   3924 		if (j < tab->n_col)
   3925 			continue;
   3926 		var = var_from_index(tab, col_var[i]);
   3927 		row = var->index;
   3928 		for (j = 0; j < n_extra; ++j)
   3929 			if (!isl_int_is_zero(tab->mat->row[row][off+extra[j]]))
   3930 				break;
   3931 		isl_assert(tab->mat->ctx, j < n_extra, goto error);
   3932 		if (isl_tab_pivot(tab, row, extra[j]) < 0)
   3933 			goto error;
   3934 		extra[j] = extra[--n_extra];
   3935 	}
   3936 
   3937 	free(extra);
   3938 	return 0;
   3939 error:
   3940 	free(extra);
   3941 	return -1;
   3942 }
   3943 
   3944 /* Remove all samples with index n or greater, i.e., those samples
   3945  * that were added since we saved this number of samples in
   3946  * isl_tab_save_samples.
   3947  */
   3948 static void drop_samples_since(struct isl_tab *tab, int n)
   3949 {
   3950 	int i;
   3951 
   3952 	for (i = tab->n_sample - 1; i >= 0 && tab->n_sample > n; --i) {
   3953 		if (tab->sample_index[i] < n)
   3954 			continue;
   3955 
   3956 		if (i != tab->n_sample - 1) {
   3957 			int t = tab->sample_index[tab->n_sample-1];
   3958 			tab->sample_index[tab->n_sample-1] = tab->sample_index[i];
   3959 			tab->sample_index[i] = t;
   3960 			isl_mat_swap_rows(tab->samples, tab->n_sample-1, i);
   3961 		}
   3962 		tab->n_sample--;
   3963 	}
   3964 }
   3965 
   3966 static isl_stat perform_undo(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_undo *undo)
   3967 	WARN_UNUSED;
   3968 static isl_stat perform_undo(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_undo *undo)
   3969 {
   3970 	switch (undo->type) {
   3971 	case isl_tab_undo_rational:
   3972 		tab->rational = 0;
   3973 		break;
   3974 	case isl_tab_undo_empty:
   3975 		tab->empty = 0;
   3976 		break;
   3977 	case isl_tab_undo_nonneg:
   3978 	case isl_tab_undo_redundant:
   3979 	case isl_tab_undo_freeze:
   3980 	case isl_tab_undo_zero:
   3981 	case isl_tab_undo_allocate:
   3982 	case isl_tab_undo_relax:
   3983 	case isl_tab_undo_unrestrict:
   3984 		return perform_undo_var(tab, undo);
   3985 	case isl_tab_undo_bmap_eq:
   3986 		tab->bmap = isl_basic_map_free_equality(tab->bmap, 1);
   3987 		return tab->bmap ? isl_stat_ok : isl_stat_error;
   3988 	case isl_tab_undo_bmap_ineq:
   3989 		tab->bmap = isl_basic_map_free_inequality(tab->bmap, 1);
   3990 		return tab->bmap ? isl_stat_ok : isl_stat_error;
   3991 	case isl_tab_undo_bmap_div:
   3992 		return drop_bmap_div(tab, undo->u.var_index);
   3993 	case isl_tab_undo_saved_basis:
   3994 		if (restore_basis(tab, undo->u.col_var) < 0)
   3995 			return isl_stat_error;
   3996 		break;
   3997 	case isl_tab_undo_drop_sample:
   3998 		tab->n_outside--;
   3999 		break;
   4000 	case isl_tab_undo_saved_samples:
   4001 		drop_samples_since(tab, undo->u.n);
   4002 		break;
   4003 	case isl_tab_undo_callback:
   4004 		return undo->u.callback->run(undo->u.callback);
   4005 	default:
   4006 		isl_assert(tab->mat->ctx, 0, return isl_stat_error);
   4007 	}
   4008 	return isl_stat_ok;
   4009 }
   4010 
   4011 /* Return the tableau to the state it was in when the snapshot "snap"
   4012  * was taken.
   4013  */
   4014 isl_stat isl_tab_rollback(struct isl_tab *tab, struct isl_tab_undo *snap)
   4015 {
   4016 	struct isl_tab_undo *undo, *next;
   4017 
   4018 	if (!tab)
   4019 		return isl_stat_error;
   4020 
   4021 	tab->in_undo = 1;
   4022 	for (undo = tab->top; undo && undo != &tab->bottom; undo = next) {
   4023 		next = undo->next;
   4024 		if (undo == snap)
   4025 			break;
   4026 		if (perform_undo(tab, undo) < 0) {
   4027 			tab->top = undo;
   4028 			free_undo(tab);
   4029 			tab->in_undo = 0;
   4030 			return isl_stat_error;
   4031 		}
   4032 		free_undo_record(undo);
   4033 	}
   4034 	tab->in_undo = 0;
   4035 	tab->top = undo;
   4036 	if (!undo)
   4037 		return isl_stat_error;
   4038 	return isl_stat_ok;
   4039 }
   4040 
   4041 /* The given row "row" represents an inequality violated by all
   4042  * points in the tableau.  Check for some special cases of such
   4043  * separating constraints.
   4044  * In particular, if the row has been reduced to the constant -1,
   4045  * then we know the inequality is adjacent (but opposite) to
   4046  * an equality in the tableau.
   4047  * If the row has been reduced to r = c*(-1 -r'), with r' an inequality
   4048  * of the tableau and c a positive constant, then the inequality
   4049  * is adjacent (but opposite) to the inequality r'.
   4050  */
   4051 static enum isl_ineq_type separation_type(struct isl_tab *tab, unsigned row)
   4052 {
   4053 	int pos;
   4054 	unsigned off = 2 + tab->M;
   4055 
   4056 	if (tab->rational)
   4057 		return isl_ineq_separate;
   4058 
   4059 	if (!isl_int_is_one(tab->mat->row[row][0]))
   4060 		return isl_ineq_separate;
   4061 
   4062 	pos = isl_seq_first_non_zero(tab->mat->row[row] + off + tab->n_dead,
   4063 					tab->n_col - tab->n_dead);
   4064 	if (pos == -1) {
   4065 		if (isl_int_is_negone(tab->mat->row[row][1]))
   4066 			return isl_ineq_adj_eq;
   4067 		else
   4068 			return isl_ineq_separate;
   4069 	}
   4070 
   4071 	if (!isl_int_eq(tab->mat->row[row][1],
   4072 			tab->mat->row[row][off + tab->n_dead + pos]))
   4073 		return isl_ineq_separate;
   4074 
   4075 	pos = isl_seq_first_non_zero(
   4076 			tab->mat->row[row] + off + tab->n_dead + pos + 1,
   4077 			tab->n_col - tab->n_dead - pos - 1);
   4078 
   4079 	return pos == -1 ? isl_ineq_adj_ineq : isl_ineq_separate;
   4080 }
   4081 
   4082 /* Check the effect of inequality "ineq" on the tableau "tab".
   4083  * The result may be
   4084  *	isl_ineq_redundant:	satisfied by all points in the tableau
   4085  *	isl_ineq_separate:	satisfied by no point in the tableau
   4086  *	isl_ineq_cut:		satisfied by some by not all points
   4087  *	isl_ineq_adj_eq:	adjacent to an equality
   4088  *	isl_ineq_adj_ineq:	adjacent to an inequality.
   4089  */
   4090 enum isl_ineq_type isl_tab_ineq_type(struct isl_tab *tab, isl_int *ineq)
   4091 {
   4092 	enum isl_ineq_type type = isl_ineq_error;
   4093 	struct isl_tab_undo *snap = NULL;
   4094 	int con;
   4095 	int row;
   4096 
   4097 	if (!tab)
   4098 		return isl_ineq_error;
   4099 
   4100 	if (isl_tab_extend_cons(tab, 1) < 0)
   4101 		return isl_ineq_error;
   4102 
   4103 	snap = isl_tab_snap(tab);
   4104 
   4105 	con = isl_tab_add_row(tab, ineq);
   4106 	if (con < 0)
   4107 		goto error;
   4108 
   4109 	row = tab->con[con].index;
   4110 	if (isl_tab_row_is_redundant(tab, row))
   4111 		type = isl_ineq_redundant;
   4112 	else if (isl_int_is_neg(tab->mat->row[row][1]) &&
   4113 		 (tab->rational ||
   4114 		    isl_int_abs_ge(tab->mat->row[row][1],
   4115 				   tab->mat->row[row][0]))) {
   4116 		int nonneg = at_least_zero(tab, &tab->con[con]);
   4117 		if (nonneg < 0)
   4118 			goto error;
   4119 		if (nonneg)
   4120 			type = isl_ineq_cut;
   4121 		else
   4122 			type = separation_type(tab, row);
   4123 	} else {
   4124 		int red = con_is_redundant(tab, &tab->con[con]);
   4125 		if (red < 0)
   4126 			goto error;
   4127 		if (!red)
   4128 			type = isl_ineq_cut;
   4129 		else
   4130 			type = isl_ineq_redundant;
   4131 	}
   4132 
   4133 	if (isl_tab_rollback(tab, snap))
   4134 		return isl_ineq_error;
   4135 	return type;
   4136 error:
   4137 	return isl_ineq_error;
   4138 }
   4139 
   4140 isl_stat isl_tab_track_bmap(struct isl_tab *tab, __isl_take isl_basic_map *bmap)
   4141 {
   4142 	bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
   4143 	if (!tab || !bmap)
   4144 		goto error;
   4145 
   4146 	if (tab->empty) {
   4147 		bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
   4148 		if (!bmap)
   4149 			goto error;
   4150 		tab->bmap = bmap;
   4151 		return isl_stat_ok;
   4152 	}
   4153 
   4154 	isl_assert(tab->mat->ctx, tab->n_eq == bmap->n_eq, goto error);
   4155 	isl_assert(tab->mat->ctx,
   4156 		    tab->n_con == bmap->n_eq + bmap->n_ineq, goto error);
   4157 
   4158 	tab->bmap = bmap;
   4159 
   4160 	return isl_stat_ok;
   4161 error:
   4162 	isl_basic_map_free(bmap);
   4163 	return isl_stat_error;
   4164 }
   4165 
   4166 isl_stat isl_tab_track_bset(struct isl_tab *tab, __isl_take isl_basic_set *bset)
   4167 {
   4168 	return isl_tab_track_bmap(tab, bset_to_bmap(bset));
   4169 }
   4170 
   4171 __isl_keep isl_basic_set *isl_tab_peek_bset(struct isl_tab *tab)
   4172 {
   4173 	if (!tab)
   4174 		return NULL;
   4175 
   4176 	return bset_from_bmap(tab->bmap);
   4177 }
   4178 
   4179 /* Print information about a tab variable representing a variable or
   4180  * a constraint.
   4181  * In particular, print its position (row or column) in the tableau and
   4182  * an indication of whether it is zero, redundant and/or frozen.
   4183  * Note that only constraints can be frozen.
   4184  */
   4185 static void print_tab_var(FILE *out, struct isl_tab_var *var)
   4186 {
   4187 	fprintf(out, "%c%d%s%s", var->is_row ? 'r' : 'c',
   4188 				var->index,
   4189 				var->is_zero ? " [=0]" :
   4190 				var->is_redundant ? " [R]" : "",
   4191 				var->frozen ? " [F]" : "");
   4192 }
   4193 
   4194 static void isl_tab_print_internal(__isl_keep struct isl_tab *tab,
   4195 	FILE *out, int indent)
   4196 {
   4197 	unsigned r, c;
   4198 	int i;
   4199 
   4200 	if (!tab) {
   4201 		fprintf(out, "%*snull tab\n", indent, "");
   4202 		return;
   4203 	}
   4204 	fprintf(out, "%*sn_redundant: %d, n_dead: %d", indent, "",
   4205 		tab->n_redundant, tab->n_dead);
   4206 	if (tab->rational)
   4207 		fprintf(out, ", rational");
   4208 	if (tab->empty)
   4209 		fprintf(out, ", empty");
   4210 	fprintf(out, "\n");
   4211 	fprintf(out, "%*s[", indent, "");
   4212 	for (i = 0; i < tab->n_var; ++i) {
   4213 		if (i)
   4214 			fprintf(out, (i == tab->n_param ||
   4215 				      i == tab->n_var - tab->n_div) ? "; "
   4216 								    : ", ");
   4217 		print_tab_var(out, &tab->var[i]);
   4218 	}
   4219 	fprintf(out, "]\n");
   4220 	fprintf(out, "%*s[", indent, "");
   4221 	for (i = 0; i < tab->n_con; ++i) {
   4222 		if (i)
   4223 			fprintf(out, ", ");
   4224 		print_tab_var(out, &tab->con[i]);
   4225 	}
   4226 	fprintf(out, "]\n");
   4227 	fprintf(out, "%*s[", indent, "");
   4228 	for (i = 0; i < tab->n_row; ++i) {
   4229 		const char *sign = "";
   4230 		if (i)
   4231 			fprintf(out, ", ");
   4232 		if (tab->row_sign) {
   4233 			if (tab->row_sign[i] == isl_tab_row_unknown)
   4234 				sign = "?";
   4235 			else if (tab->row_sign[i] == isl_tab_row_neg)
   4236 				sign = "-";
   4237 			else if (tab->row_sign[i] == isl_tab_row_pos)
   4238 				sign = "+";
   4239 			else
   4240 				sign = "+-";
   4241 		}
   4242 		fprintf(out, "r%d: %d%s%s", i, tab->row_var[i],
   4243 		    isl_tab_var_from_row(tab, i)->is_nonneg ? " [>=0]" : "", sign);
   4244 	}
   4245 	fprintf(out, "]\n");
   4246 	fprintf(out, "%*s[", indent, "");
   4247 	for (i = 0; i < tab->n_col; ++i) {
   4248 		if (i)
   4249 			fprintf(out, ", ");
   4250 		fprintf(out, "c%d: %d%s", i, tab->col_var[i],
   4251 		    var_from_col(tab, i)->is_nonneg ? " [>=0]" : "");
   4252 	}
   4253 	fprintf(out, "]\n");
   4254 	r = tab->mat->n_row;
   4255 	tab->mat->n_row = tab->n_row;
   4256 	c = tab->mat->n_col;
   4257 	tab->mat->n_col = 2 + tab->M + tab->n_col;
   4258 	isl_mat_print_internal(tab->mat, out, indent);
   4259 	tab->mat->n_row = r;
   4260 	tab->mat->n_col = c;
   4261 	if (tab->bmap)
   4262 		isl_basic_map_print_internal(tab->bmap, out, indent);
   4263 }
   4264 
   4265 void isl_tab_dump(__isl_keep struct isl_tab *tab)
   4266 {
   4267 	isl_tab_print_internal(tab, stderr, 0);
   4268 }
   4269