//==================================================================================================
/*
  ROTGEN - Runtime Overlay for Eigen
  Copyright : CODE RECKONS
  SPDX-License-Identifier: BSL-1.0
*/
//==================================================================================================
#include "unit/tests.hpp"
#include <rotgen/rotgen.hpp>
#include <vector>

template <typename MatrixType>
void test_map_operations(rotgen::Index rows, rotgen::Index cols, auto a_init_fn, auto b_init_fn, auto ops, auto self_ops)
{
  MatrixType a_data(rows, cols);
  MatrixType b_data(rows, cols);
  MatrixType ref_data;

  for (rotgen::Index r = 0; r < rows; ++r)
    for (rotgen::Index c = 0; c < cols; ++c)
    {
      a_data(r,c) = a_init_fn(r, c);
      b_data(r,c) = b_init_fn(r, c);
    }

  ref_data = ops(a_data, b_data);
  rotgen::map<MatrixType> a_map(a_data.data(), rows, cols);
  rotgen::map<MatrixType> b_map(b_data.data(), rows, cols);

  TTS_EQUAL(ops(a_map, b_map), ref_data);
  self_ops(a_map, b_map);
  TTS_EQUAL(a_map, ref_data);

  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(ops(a_map, b_map)));
  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(self_ops(a_map, b_map)));
}

template <typename MatrixType>
void test_map_scalar_operations(rotgen::Index rows, rotgen::Index cols, auto fn, auto s, auto ops, auto self_ops)
{
  MatrixType a_data(rows, cols);
  MatrixType ref_data;

  for (rotgen::Index r = 0; r < rows; ++r)
    for (rotgen::Index c = 0; c < cols; ++c)
      a_data(r,c) = fn(r, c);

  ref_data = ops(a_data, s);
  rotgen::map<MatrixType> a_map(a_data.data(), rows, cols);

  TTS_EQUAL(ops(a_map, s), ref_data);
  self_ops(a_map, s);
  TTS_EQUAL(a_map, ref_data);

  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(ops(a_map, s)));
  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(self_ops(a_map, s)));
}

template <typename MatrixType>
void test_map_scalar_multiplications(rotgen::Index rows, rotgen::Index cols, auto fn, auto s)
{
  MatrixType a_data(rows, cols);
  MatrixType ref_data;

  for (rotgen::Index r = 0; r < rows; ++r)
    for (rotgen::Index c = 0; c < cols; ++c)
      a_data(r,c) = fn(r, c);

  ref_data = a_data * s;
  rotgen::map<MatrixType> a_map(a_data.data(), rows, cols);

  TTS_EQUAL(a_map * s, ref_data);
  TTS_EQUAL(s * a_map, ref_data);
  a_map *= s;
  TTS_EQUAL(a_map, ref_data);

  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(a_map * s));
  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(s * a_map));
  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(a_map *= s));
}

template <typename MatrixType>
void test_map_multiplication(rotgen::Index rows, rotgen::Index cols, auto a_init_fn, auto b_init_fn)
{
  MatrixType a_data(rows, cols);
  MatrixType b_data(cols, rows);
  MatrixType ref_data;

  for (rotgen::Index r = 0; r < rows; ++r)
    for (rotgen::Index c = 0; c < cols; ++c)
    {
      a_data(r,c) = a_init_fn(r,c);
      b_data(c,r) = b_init_fn(c,r);
    }

  ref_data = a_data * b_data;
  rotgen::map<MatrixType> a_map(a_data.data(), rows, cols);
  rotgen::map<MatrixType> b_map(b_data.data(), cols, rows);

  TTS_EQUAL(a_map * b_map, ref_data);
  TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(a_map * b_map));

  if(rows == cols)
  {
    a_map *= b_map;
    TTS_EQUAL(a_map, ref_data);
    TTS_EXPECT(verify_rotgen_reentrance(a_map *= b_map));
  }

}

inline constexpr auto init_a = [](auto r, auto c) { return 9.9*r*r*r - 6*c - 12; };
inline constexpr auto init_b = [](auto r, auto c) { return 3.1*r + 4.2*c - 12.3; };
inline constexpr auto init_0 = [](auto  , auto  ) { return 0; };

TTS_CASE_TPL("Check map addition", rotgen::tests::types)
<typename T, typename O>( tts::type< tts::types<T,O>> )
{
  using mat_t = rotgen::matrix<T,rotgen::Dynamic,rotgen::Dynamic,O::value>;
  auto op     = [](auto  a, auto b) { return a + b;   };
  auto s_op   = [](auto& a, auto b) { return a += b;  };

  test_map_operations<mat_t>(1 , 1, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(3 , 5, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 3, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_b, init_a, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(10, 1, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(1 ,10, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_0, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_a, init_0, op, s_op);
};

TTS_CASE_TPL("Check map subtraction", rotgen::tests::types)
<typename T, typename O>( tts::type< tts::types<T,O>> )
{
  using mat_t = rotgen::matrix<T,rotgen::Dynamic,rotgen::Dynamic,O::value>;
  auto op     = [](auto  a, auto b) { return a - b;   };
  auto s_op   = [](auto& a, auto b) { return a -= b;  };

  test_map_operations<mat_t>(1 , 1, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(3 , 5, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 3, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_b, init_a, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(10, 1, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(1 ,10, init_a, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_0, init_b, op, s_op);
  test_map_operations<mat_t>(5 , 5, init_a, init_0, op, s_op);
};

TTS_CASE_TPL("Check map multiplications", rotgen::tests::types)
<typename T, typename O>( tts::type< tts::types<T,O>> )
{
  using mat_t = rotgen::matrix<T,rotgen::Dynamic,rotgen::Dynamic,O::value>;
  auto init_id = [](auto r, auto c) { return r == c ? 1 : 0; };

  test_map_multiplication<mat_t>(1 , 1, init_a , init_b );
  test_map_multiplication<mat_t>(3 , 5, init_a , init_b );
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 3, init_a , init_b );
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 5, init_a , init_b );
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 5, init_b , init_a );
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 5, init_a , init_a );
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 5, init_a , init_id);
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 5, init_id, init_a );
  test_map_multiplication<mat_t>(10, 1, init_a , init_b );
  test_map_multiplication<mat_t>(1 ,10, init_a , init_b );
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 5, init_0 , init_b );
  test_map_multiplication<mat_t>(5 , 5, init_a , init_0 );
};

TTS_CASE_TPL("Check map multiplication with scalar", rotgen::tests::types)
<typename T, typename O>( tts::type< tts::types<T,O>> )
{
  using mat_t = rotgen::matrix<T,rotgen::Dynamic,rotgen::Dynamic,O::value>;

  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(1 , 1, init_a, T{ 3.5});
  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(3 , 5, init_a, T{-2.5});
  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(5 , 3, init_a, T{ 4. });
  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(5 , 5, init_a, T{-5. });
  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(5 , 5, init_a, T{ 1. });
  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(5 , 5, init_a, T{ 6. });
  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(10, 1, init_a, T{ 10.});
  test_map_scalar_multiplications<mat_t>(1 ,10, init_a, T{-0.5});
};

TTS_CASE_TPL("Check map division with scalar", rotgen::tests::types)
<typename T, typename O>( tts::type< tts::types<T,O>> )
{
  using mat_t = rotgen::matrix<T,rotgen::Dynamic,rotgen::Dynamic,O::value>;
  auto op     = [](auto  a, auto b) { return a / b;   };
  auto s_op   = [](auto& a, auto b) { return a /= b;  };

  test_map_scalar_operations<mat_t>(1 , 1, init_a, T{ 3.5}, op, s_op);
  test_map_scalar_operations<mat_t>(3 , 5, init_a, T{-2.5}, op, s_op);
  test_map_scalar_operations<mat_t>(5 , 3, init_a, T{ 4. }, op, s_op);
  test_map_scalar_operations<mat_t>(5 , 5, init_a, T{-5. }, op, s_op);
  test_map_scalar_operations<mat_t>(5 , 5, init_a, T{ 1. }, op, s_op);
  test_map_scalar_operations<mat_t>(5 , 5, init_a, T{ 6. }, op, s_op);
  test_map_scalar_operations<mat_t>(10, 1, init_a, T{ 10.}, op, s_op);
  test_map_scalar_operations<mat_t>(1 ,10, init_a, T{-0.5}, op, s_op);
};