src/Backend/constraint.h

   1 #ifndef CONSTRAINT_H
   2 #define CONSTRAINT_H
   3 #include "classlist.h"
   4 #include "vector.h"
   5
   6 #define NEGATE_EDGE 1
   7 #define EDGE_IS_VAR_CONSTANT 2
   8 #define VAR_SHIFT 2
   9 #define EDGE_MASK (NEGATE_EDGE | EDGE_IS_VAR_CONSTANT)
  10
  11 typedef int Literal;
  12
  13 struct Edge;
  14 typedef struct Edge Edge;
  15
  16 struct Node;
  17 typedef struct Node Node;
  18
  19 struct Edge {
  20         Node *node_ptr;
  21 };
  22
  23 VectorDef(Edge, Edge)
  24
  25 enum NodeType {
  26         NodeType_AND,
  27         NodeType_ITE,
  28         NodeType_IFF
  29 };
  30
  31 typedef enum NodeType NodeType;
  32
  33 struct Node {
  34         uint numEdges;
  35         uint numVars;
  36         union {
  37                 NodeType type;
  38                 uint capacity;
  39         };
  40         Edge edges[];
  41 };
  42
  43 typedef struct Node Node;
  44
  45 #define DEFAULT_CNF_ARRAY_SIZE 2048
  46
  47 struct CNF {
  48         uint varcount;
  49         uint asize;
  50         IncrementalSolver *solver;
  51         int *array;
  52         long long solveTime;
  53         long long encodeTime;
  54         bool unsat;
  55 };
  56
  57 typedef struct CNF CNF;
  58
  59 static inline Edge constraintNegate(Edge e) {
  60         Edge eneg = { (Node *) (((uintptr_t) e.node_ptr) ^ NEGATE_EDGE)};
  61         return eneg;
  62 }
  63
  64 static inline bool sameNodeVarEdge(Edge e1, Edge e2) {
  65         return !(((uintptr_t) e1.node_ptr ^ (uintptr_t) e2.node_ptr) & (~(uintptr_t) NEGATE_EDGE));
  66 }
  67
  68 static inline bool sameSignEdge(Edge e1, Edge e2) {
  69         return !(((uintptr_t) e1.node_ptr ^ (uintptr_t) e2.node_ptr) & NEGATE_EDGE);
  70 }
  71
  72 static inline bool sameNodeOppSign(Edge e1, Edge e2) {
  73         return (((uintptr_t) e1.node_ptr) ^ ((uintptr_t)e2.node_ptr)) == NEGATE_EDGE;
  74 }
  75
  76 static inline bool isNegEdge(Edge e) {
  77         return ((uintptr_t)e.node_ptr) & NEGATE_EDGE;
  78 }
  79
  80 static inline bool isPosEdge(Edge e) {
  81         return !(((uintptr_t)e.node_ptr) & NEGATE_EDGE);
  82 }
  83
  84 static inline bool isNodeEdge(Edge e) {
  85         return !(((uintptr_t)e.node_ptr) & EDGE_IS_VAR_CONSTANT);
  86 }
  87
  88 static inline bool isNegNodeEdge(Edge e) {
  89         return (((uintptr_t) e.node_ptr) & (NEGATE_EDGE | EDGE_IS_VAR_CONSTANT)) == NEGATE_EDGE;
  90 }
  91
  92 static inline bool isPosNodeEdge(Edge e) {
  93         return (((uintptr_t) e.node_ptr) & (NEGATE_EDGE | EDGE_IS_VAR_CONSTANT)) == 0;
  94 }
  95
  96 static inline Node *getNodePtrFromEdge(Edge e) {
  97         return (Node *) (((uintptr_t) e.node_ptr) & ~((uintptr_t) EDGE_MASK));
  98 }
  99
 100 static inline NodeType getNodeType(Edge e) {
 101         Node *n = getNodePtrFromEdge(e);
 102         return n->type;
 103 }
 104
 105 static inline bool equalsEdge(Edge e1, Edge e2) {
 106         return e1.node_ptr == e2.node_ptr;
 107 }
 108
 109 static inline bool ltEdge(Edge e1, Edge e2) {
 110         return (uintptr_t) e1.node_ptr < (uintptr_t) e2.node_ptr;
 111 }
 112
 113 static inline uint getNodeSize(Edge e) {
 114         Node *n = getNodePtrFromEdge(e);
 115         return n->numEdges;
 116 }
 117
 118 static inline Edge *getEdgeArray(Edge e) {
 119         Node *n = getNodePtrFromEdge(e);
 120         return n->edges;
 121 }
 122
 123 static inline Edge getNonNeg(Edge e) {
 124         Edge enew = {(Node *)(((uintptr_t)e.node_ptr) & (~((uintptr_t)NEGATE_EDGE)))};
 125         return enew;
 126 }
 127
 128 static inline bool edgeIsConst(Edge e) {
 129         return (((uintptr_t) e.node_ptr) & ~((uintptr_t)NEGATE_EDGE)) == EDGE_IS_VAR_CONSTANT;
 130 }
 131
 132 static inline bool edgeIsNull(Edge e) {
 133         return e.node_ptr == NULL;
 134 }
 135
 136 static inline bool edgeIsVarConst(Edge e) {
 137         return ((uintptr_t)e.node_ptr) & EDGE_IS_VAR_CONSTANT;
 138 }
 139
 140 static inline Edge constraintNegateIf(Edge e, bool negate) {
 141         Edge eret = {(Node *)(((uintptr_t)e.node_ptr) ^ negate)};
 142         return eret;
 143 }
 144
 145 static inline Literal getEdgeVar(Edge e) {
 146         int val = (int) (((uintptr_t) e.node_ptr) >> VAR_SHIFT);
 147         return isNegEdge(e) ? -val : val;
 148 }
 149
 150 CNF *createCNF();
 151 void deleteCNF(CNF *cnf);
 152 void resetCNF(CNF *cnf);
 153
 154 uint hashNode(NodeType type, uint numEdges, Edge *edges);
 155 Node *allocNode(NodeType type, uint numEdges, Edge *edges);
 156 bool compareNodes(Node *node, NodeType type, uint numEdges, Edge *edges);
 157 Edge createNode(NodeType type, uint numEdges, Edge *edges);
 158 Edge constraintOR(CNF *cnf, uint numEdges, Edge *edges);
 159 Edge constraintAND(CNF *cnf, uint numEdges, Edge *edges);
 160 Edge constraintOR2(CNF *cnf, Edge left, Edge right);
 161 Edge constraintAND2(CNF *cnf, Edge left, Edge right);
 162 Edge constraintIMPLIES(CNF *cnf, Edge left, Edge right);
 163 Edge constraintIFF(CNF *cnf, Edge left, Edge right);
 164 static inline Edge constraintXOR(CNF *cnf, Edge left, Edge right) {return constraintNegate(constraintIFF(cnf, left,right));}
 165 Edge constraintITE(CNF *cnf, Edge cond, Edge thenedge, Edge elseedge);
 166 Edge constraintNewVar(CNF *cnf);
 167 void countPass(CNF *cnf);
 168 void countConstraint(CNF *cnf, VectorEdge *stack, Edge e);
 169 void addConstraintCNF(CNF *cnf, Edge constraint);
 170 int solveCNF(CNF *cnf);
 171 bool getValueCNF(CNF *cnf, Edge var);
 172 void printCNF(Edge e);
 173 Node *allocBaseNode(NodeType type, uint numEdges);
 174 Node *allocResizeNode(uint capacity);
 175 Edge cloneEdge(Edge e);
 176 void addEdgeToResizeNode(Node **node, Edge e);
 177 void mergeFreeNodeToResizeNode(Node **node, Node *innode);
 178 void mergeNodeToResizeNode(Node **node, Node *innode);
 179 void freeEdgeRec(Edge e);
 180 void outputCNF(CNF *cnf, Edge cnfform);
 181 void outputCNFOR(CNF *cnf, Edge cnfform, Edge eorvar);
 182 void generateProxy(CNF *cnf, Edge expression, Edge proxy, Polarity p);
 183
 184 Edge generateBinaryConstraint(CNF *cnf, uint numvars, Edge *vars, uint value);
 185 Edge generateLTValueConstraint(CNF *cnf, uint numvars, Edge *vars, uint value);
 186 Edge generateEquivNVConstraint(CNF *cnf, uint numvars, Edge *var1, Edge *var2);
 187 Edge generateLTConstraint(CNF *cnf, uint numvars, Edge *var1, Edge *var2);
 188 Edge generateLTEConstraint(CNF *cnf, uint numvars, Edge *var1, Edge *var2);
 189
 190 extern Edge E_True;
 191 extern Edge E_False;
 192 extern Edge E_BOGUS;
 193 extern Edge E_NULL;
 194 #endif