isl_aff.c

   1 /*
   2  * Copyright 2011      INRIA Saclay
   3  * Copyright 2011      Universiteit Leiden
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, INRIA Saclay - Ile-de-France,
   8  * Parc Club Orsay Universite, ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod,
   9  * 91893 Orsay, France
  10  * and Leiden Institute of Advanced Computer Science,
  11  * Universiteit Leiden, Niels Bohrweg 1, 2333 CA Leiden, The Netherlands
  12  */
  13
  14 #include <isl_map_private.h>
  15 #include <isl_aff_private.h>
  16 #include <isl_dim_private.h>
  17 #include <isl_local_space_private.h>
  18 #include <isl_mat_private.h>
  19 #include <isl_list_private.h>
  20 #include <isl/constraint.h>
  21 #include <isl/seq.h>
  22 #include <isl/set.h>
  23
  24 __isl_give isl_aff *isl_aff_alloc_vec(__isl_take isl_local_space *ls,
  25         __isl_take isl_vec *v)
  26 {
  27         isl_aff *aff;
  28
  29         if (!ls || !v)
  30                 goto error;
  31
  32         aff = isl_calloc_type(v->ctx, struct isl_aff);
  33         if (!aff)
  34                 goto error;
  35
  36         aff->ref = 1;
  37         aff->ls = ls;
  38         aff->v = v;
  39
  40         return aff;
  41 error:
  42         isl_local_space_free(ls);
  43         isl_vec_free(v);
  44         return NULL;
  45 }
  46
  47 __isl_give isl_aff *isl_aff_alloc(__isl_take isl_local_space *ls)
  48 {
  49         isl_ctx *ctx;
  50         isl_vec *v;
  51         unsigned total;
  52
  53         if (!ls)
  54                 return NULL;
  55
  56         ctx = isl_local_space_get_ctx(ls);
  57         if (!isl_local_space_divs_known(ls))
  58                 isl_die(ctx, isl_error_invalid, "local space has unknown divs",
  59                         goto error);
  60
  61         total = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_all);
  62         v = isl_vec_alloc(ctx, 1 + 1 + total);
  63         return isl_aff_alloc_vec(ls, v);
  64 error:
  65         isl_local_space_free(ls);
  66         return NULL;
  67 }
  68
  69 __isl_give isl_aff *isl_aff_zero(__isl_take isl_local_space *ls)
  70 {
  71         isl_aff *aff;
  72
  73         aff = isl_aff_alloc(ls);
  74         if (!aff)
  75                 return NULL;
  76
  77         isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
  78         isl_seq_clr(aff->v->el + 1, aff->v->size - 1);
  79
  80         return aff;
  81 }
  82
  83 __isl_give isl_aff *isl_aff_copy(__isl_keep isl_aff *aff)
  84 {
  85         if (!aff)
  86                 return NULL;
  87
  88         aff->ref++;
  89         return aff;
  90 }
  91
  92 __isl_give isl_aff *isl_aff_dup(__isl_keep isl_aff *aff)
  93 {
  94         if (!aff)
  95                 return NULL;
  96
  97         return isl_aff_alloc_vec(isl_local_space_copy(aff->ls),
  98                                  isl_vec_copy(aff->v));
  99 }
 100
 101 __isl_give isl_aff *isl_aff_cow(__isl_take isl_aff *aff)
 102 {
 103         if (!aff)
 104                 return NULL;
 105
 106         if (aff->ref == 1)
 107                 return aff;
 108         aff->ref--;
 109         return isl_aff_dup(aff);
 110 }
 111
 112 void *isl_aff_free(__isl_take isl_aff *aff)
 113 {
 114         if (!aff)
 115                 return NULL;
 116
 117         if (--aff->ref > 0)
 118                 return NULL;
 119
 120         isl_local_space_free(aff->ls);
 121         isl_vec_free(aff->v);
 122
 123         free(aff);
 124
 125         return NULL;
 126 }
 127
 128 isl_ctx *isl_aff_get_ctx(__isl_keep isl_aff *aff)
 129 {
 130         return aff ? isl_local_space_get_ctx(aff->ls) : NULL;
 131 }
 132
 133 int isl_aff_dim(__isl_keep isl_aff *aff, enum isl_dim_type type)
 134 {
 135         return aff ? isl_local_space_dim(aff->ls, type) : 0;
 136 }
 137
 138 __isl_give isl_dim *isl_aff_get_dim(__isl_keep isl_aff *aff)
 139 {
 140         return aff ? isl_local_space_get_dim(aff->ls) : NULL;
 141 }
 142
 143 __isl_give isl_local_space *isl_aff_get_local_space(__isl_keep isl_aff *aff)
 144 {
 145         return aff ? isl_local_space_copy(aff->ls) : NULL;
 146 }
 147
 148 const char *isl_aff_get_dim_name(__isl_keep isl_aff *aff,
 149         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 150 {
 151         return aff ? isl_local_space_get_dim_name(aff->ls, type, pos) : 0;
 152 }
 153
 154 __isl_give isl_aff *isl_aff_reset_dim(__isl_take isl_aff *aff,
 155         __isl_take isl_dim *dim)
 156 {
 157         aff = isl_aff_cow(aff);
 158         if (!aff || !dim)
 159                 goto error;
 160
 161         aff->ls = isl_local_space_reset_dim(aff->ls, dim);
 162         if (!aff->ls)
 163                 return isl_aff_free(aff);
 164
 165         return aff;
 166 error:
 167         isl_aff_free(aff);
 168         isl_dim_free(dim);
 169         return NULL;
 170 }
 171
 172 /* Reorder the coefficients of the affine expression based
 173  * on the given reodering.
 174  * The reordering r is assumed to have been extended with the local
 175  * variables.
 176  */
 177 static __isl_give isl_vec *vec_reorder(__isl_take isl_vec *vec,
 178         __isl_take isl_reordering *r, int n_div)
 179 {
 180         isl_vec *res;
 181         int i;
 182
 183         if (!vec || !r)
 184                 goto error;
 185
 186         res = isl_vec_alloc(vec->ctx, 2 + isl_dim_total(r->dim) + n_div);
 187         isl_seq_cpy(res->el, vec->el, 2);
 188         isl_seq_clr(res->el + 2, res->size - 2);
 189         for (i = 0; i < r->len; ++i)
 190                 isl_int_set(res->el[2 + r->pos[i]], vec->el[2 + i]);
 191
 192         isl_reordering_free(r);
 193         isl_vec_free(vec);
 194         return res;
 195 error:
 196         isl_vec_free(vec);
 197         isl_reordering_free(r);
 198         return NULL;
 199 }
 200
 201 /* Reorder the dimensions of "aff" according to the given reordering.
 202  */
 203 __isl_give isl_aff *isl_aff_realign(__isl_take isl_aff *aff,
 204         __isl_take isl_reordering *r)
 205 {
 206         aff = isl_aff_cow(aff);
 207         if (!aff)
 208                 goto error;
 209
 210         r = isl_reordering_extend(r, aff->ls->div->n_row);
 211         aff->v = vec_reorder(aff->v, isl_reordering_copy(r),
 212                                 aff->ls->div->n_row);
 213         aff->ls = isl_local_space_realign(aff->ls, r);
 214
 215         if (!aff->v || !aff->ls)
 216                 return isl_aff_free(aff);
 217
 218         return aff;
 219 error:
 220         isl_aff_free(aff);
 221         isl_reordering_free(r);
 222         return NULL;
 223 }
 224
 225 int isl_aff_plain_is_zero(__isl_keep isl_aff *aff)
 226 {
 227         if (!aff)
 228                 return -1;
 229
 230         return isl_seq_first_non_zero(aff->v->el + 1, aff->v->size - 1) < 0;
 231 }
 232
 233 int isl_aff_plain_is_equal(__isl_keep isl_aff *aff1, __isl_keep isl_aff *aff2)
 234 {
 235         int equal;
 236
 237         if (!aff1 || !aff2)
 238                 return -1;
 239
 240         equal = isl_local_space_is_equal(aff1->ls, aff2->ls);
 241         if (equal < 0 || !equal)
 242                 return equal;
 243
 244         return isl_vec_is_equal(aff1->v, aff2->v);
 245 }
 246
 247 int isl_aff_get_denominator(__isl_keep isl_aff *aff, isl_int *v)
 248 {
 249         if (!aff)
 250                 return -1;
 251         isl_int_set(*v, aff->v->el[0]);
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 int isl_aff_get_constant(__isl_keep isl_aff *aff, isl_int *v)
 256 {
 257         if (!aff)
 258                 return -1;
 259         isl_int_set(*v, aff->v->el[1]);
 260         return 0;
 261 }
 262
 263 int isl_aff_get_coefficient(__isl_keep isl_aff *aff,
 264         enum isl_dim_type type, int pos, isl_int *v)
 265 {
 266         if (!aff)
 267                 return -1;
 268
 269         if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
 270                 isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
 271                         "position out of bounds", return -1);
 272
 273         pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
 274         isl_int_set(*v, aff->v->el[1 + pos]);
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_denominator(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
 280 {
 281         aff = isl_aff_cow(aff);
 282         if (!aff)
 283                 return NULL;
 284
 285         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 286         if (!aff->v)
 287                 return isl_aff_free(aff);
 288
 289         isl_int_set(aff->v->el[0], v);
 290
 291         return aff;
 292 }
 293
 294 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
 295 {
 296         aff = isl_aff_cow(aff);
 297         if (!aff)
 298                 return NULL;
 299
 300         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 301         if (!aff->v)
 302                 return isl_aff_free(aff);
 303
 304         isl_int_set(aff->v->el[1], v);
 305
 306         return aff;
 307 }
 308
 309 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant(__isl_take isl_aff *aff, isl_int v)
 310 {
 311         if (isl_int_is_zero(v))
 312                 return aff;
 313
 314         aff = isl_aff_cow(aff);
 315         if (!aff)
 316                 return NULL;
 317
 318         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 319         if (!aff->v)
 320                 return isl_aff_free(aff);
 321
 322         isl_int_addmul(aff->v->el[1], aff->v->el[0], v);
 323
 324         return aff;
 325 }
 326
 327 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
 328 {
 329         isl_int t;
 330
 331         isl_int_init(t);
 332         isl_int_set_si(t, v);
 333         aff = isl_aff_add_constant(aff, t);
 334         isl_int_clear(t);
 335
 336         return aff;
 337 }
 338
 339 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_constant_si(__isl_take isl_aff *aff, int v)
 340 {
 341         aff = isl_aff_cow(aff);
 342         if (!aff)
 343                 return NULL;
 344
 345         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 346         if (!aff->v)
 347                 return isl_aff_free(aff);
 348
 349         isl_int_set_si(aff->v->el[1], v);
 350
 351         return aff;
 352 }
 353
 354 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
 355         enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v)
 356 {
 357         if (!aff)
 358                 return NULL;
 359
 360         if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
 361                 isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
 362                         "position out of bounds", return isl_aff_free(aff));
 363
 364         aff = isl_aff_cow(aff);
 365         if (!aff)
 366                 return NULL;
 367
 368         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 369         if (!aff->v)
 370                 return isl_aff_free(aff);
 371
 372         pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
 373         isl_int_set(aff->v->el[1 + pos], v);
 374
 375         return aff;
 376 }
 377
 378 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
 379         enum isl_dim_type type, int pos, int v)
 380 {
 381         if (!aff)
 382                 return NULL;
 383
 384         if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
 385                 isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
 386                         "position out of bounds", return isl_aff_free(aff));
 387
 388         aff = isl_aff_cow(aff);
 389         if (!aff)
 390                 return NULL;
 391
 392         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 393         if (!aff->v)
 394                 return isl_aff_free(aff);
 395
 396         pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
 397         isl_int_set_si(aff->v->el[1 + pos], v);
 398
 399         return aff;
 400 }
 401
 402 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient(__isl_take isl_aff *aff,
 403         enum isl_dim_type type, int pos, isl_int v)
 404 {
 405         if (!aff)
 406                 return NULL;
 407
 408         if (pos >= isl_local_space_dim(aff->ls, type))
 409                 isl_die(aff->v->ctx, isl_error_invalid,
 410                         "position out of bounds", return isl_aff_free(aff));
 411
 412         aff = isl_aff_cow(aff);
 413         if (!aff)
 414                 return NULL;
 415
 416         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 417         if (!aff->v)
 418                 return isl_aff_free(aff);
 419
 420         pos += isl_local_space_offset(aff->ls, type);
 421         isl_int_addmul(aff->v->el[1 + pos], aff->v->el[0], v);
 422
 423         return aff;
 424 }
 425
 426 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_coefficient_si(__isl_take isl_aff *aff,
 427         enum isl_dim_type type, int pos, int v)
 428 {
 429         isl_int t;
 430
 431         isl_int_init(t);
 432         isl_int_set_si(t, v);
 433         aff = isl_aff_add_coefficient(aff, type, pos, t);
 434         isl_int_clear(t);
 435
 436         return aff;
 437 }
 438
 439 __isl_give isl_div *isl_aff_get_div(__isl_keep isl_aff *aff, int pos)
 440 {
 441         if (!aff)
 442                 return NULL;
 443
 444         return isl_local_space_get_div(aff->ls, pos);
 445 }
 446
 447 __isl_give isl_aff *isl_aff_neg(__isl_take isl_aff *aff)
 448 {
 449         aff = isl_aff_cow(aff);
 450         if (!aff)
 451                 return NULL;
 452         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 453         if (!aff->v)
 454                 return isl_aff_free(aff);
 455
 456         isl_seq_neg(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, aff->v->size - 1);
 457
 458         return aff;
 459 }
 460
 461 /* Given f, return floor(f).
 462  * If f is an integer expression, then just return f.
 463  * Otherwise, create a new div d = [f] and return the expression d.
 464  */
 465 __isl_give isl_aff *isl_aff_floor(__isl_take isl_aff *aff)
 466 {
 467         int size;
 468         isl_ctx *ctx;
 469
 470         if (!aff)
 471                 return NULL;
 472
 473         if (isl_int_is_one(aff->v->el[0]))
 474                 return aff;
 475
 476         aff = isl_aff_cow(aff);
 477         if (!aff)
 478                 return NULL;
 479
 480         aff->ls = isl_local_space_add_div(aff->ls, isl_vec_copy(aff->v));
 481         if (!aff->ls)
 482                 return isl_aff_free(aff);
 483
 484         ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
 485         size = aff->v->size;
 486         isl_vec_free(aff->v);
 487         aff->v = isl_vec_alloc(ctx, size + 1);
 488         aff->v = isl_vec_clr(aff->v);
 489         if (!aff->v)
 490                 return isl_aff_free(aff);
 491         isl_int_set_si(aff->v->el[0], 1);
 492         isl_int_set_si(aff->v->el[size], 1);
 493
 494         return aff;
 495 }
 496
 497 /* Compute
 498  *
 499  *      aff mod m = aff - m * floor(aff/m)
 500  */
 501 __isl_give isl_aff *isl_aff_mod(__isl_take isl_aff *aff, isl_int m)
 502 {
 503         isl_aff *res;
 504
 505         res = isl_aff_copy(aff);
 506         aff = isl_aff_scale_down(aff, m);
 507         aff = isl_aff_floor(aff);
 508         aff = isl_aff_scale(aff, m);
 509         res = isl_aff_sub(res, aff);
 510
 511         return res;
 512 }
 513
 514 /* Compute
 515  *
 516  *      pwaff mod m = pwaff - m * floor(pwaff/m)
 517  */
 518 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mod(__isl_take isl_pw_aff *pwaff, isl_int m)
 519 {
 520         isl_pw_aff *res;
 521
 522         res = isl_pw_aff_copy(pwaff);
 523         pwaff = isl_pw_aff_scale_down(pwaff, m);
 524         pwaff = isl_pw_aff_floor(pwaff);
 525         pwaff = isl_pw_aff_scale(pwaff, m);
 526         res = isl_pw_aff_sub(res, pwaff);
 527
 528         return res;
 529 }
 530
 531 /* Given f, return ceil(f).
 532  * If f is an integer expression, then just return f.
 533  * Otherwise, create a new div d = [-f] and return the expression -d.
 534  */
 535 __isl_give isl_aff *isl_aff_ceil(__isl_take isl_aff *aff)
 536 {
 537         if (!aff)
 538                 return NULL;
 539
 540         if (isl_int_is_one(aff->v->el[0]))
 541                 return aff;
 542
 543         aff = isl_aff_neg(aff);
 544         aff = isl_aff_floor(aff);
 545         aff = isl_aff_neg(aff);
 546
 547         return aff;
 548 }
 549
 550 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
 551  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
 552  * list of divs is given by "div".
 553  */
 554 __isl_give isl_aff *isl_aff_expand_divs( __isl_take isl_aff *aff,
 555         __isl_take isl_mat *div, int *exp)
 556 {
 557         int i, j;
 558         int old_n_div;
 559         int new_n_div;
 560         int offset;
 561
 562         aff = isl_aff_cow(aff);
 563         if (!aff || !div)
 564                 goto error;
 565
 566         old_n_div = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
 567         new_n_div = isl_mat_rows(div);
 568         if (new_n_div < old_n_div)
 569                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
 570                         "not an expansion", goto error);
 571
 572         aff->v = isl_vec_extend(aff->v, aff->v->size + new_n_div - old_n_div);
 573         if (!aff->v)
 574                 goto error;
 575
 576         offset = 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div);
 577         j = old_n_div - 1;
 578         for (i = new_n_div - 1; i >= 0; --i) {
 579                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
 580                         if (i != j)
 581                                 isl_int_swap(aff->v->el[offset + i],
 582                                              aff->v->el[offset + j]);
 583                         j--;
 584                 } else
 585                         isl_int_set_si(aff->v->el[offset + i], 0);
 586         }
 587
 588         aff->ls = isl_local_space_replace_divs(aff->ls, isl_mat_copy(div));
 589         if (!aff->ls)
 590                 goto error;
 591         isl_mat_free(div);
 592         return aff;
 593 error:
 594         isl_aff_free(aff);
 595         isl_mat_free(div);
 596         return NULL;
 597 }
 598
 599 /* Add two affine expressions that live in the same local space.
 600  */
 601 static __isl_give isl_aff *add_expanded(__isl_take isl_aff *aff1,
 602         __isl_take isl_aff *aff2)
 603 {
 604         isl_int gcd, f;
 605
 606         aff1 = isl_aff_cow(aff1);
 607         if (!aff1 || !aff2)
 608                 goto error;
 609
 610         aff1->v = isl_vec_cow(aff1->v);
 611         if (!aff1->v)
 612                 goto error;
 613
 614         isl_int_init(gcd);
 615         isl_int_init(f);
 616         isl_int_gcd(gcd, aff1->v->el[0], aff2->v->el[0]);
 617         isl_int_divexact(f, aff2->v->el[0], gcd);
 618         isl_seq_scale(aff1->v->el + 1, aff1->v->el + 1, f, aff1->v->size - 1);
 619         isl_int_divexact(f, aff1->v->el[0], gcd);
 620         isl_seq_addmul(aff1->v->el + 1, f, aff2->v->el + 1, aff1->v->size - 1);
 621         isl_int_divexact(f, aff2->v->el[0], gcd);
 622         isl_int_mul(aff1->v->el[0], aff1->v->el[0], f);
 623         isl_int_clear(f);
 624         isl_int_clear(gcd);
 625
 626         isl_aff_free(aff2);
 627         return aff1;
 628 error:
 629         isl_aff_free(aff1);
 630         isl_aff_free(aff2);
 631         return NULL;
 632 }
 633
 634 __isl_give isl_aff *isl_aff_add(__isl_take isl_aff *aff1,
 635         __isl_take isl_aff *aff2)
 636 {
 637         isl_ctx *ctx;
 638         int *exp1 = NULL;
 639         int *exp2 = NULL;
 640         isl_mat *div;
 641
 642         if (!aff1 || !aff2)
 643                 goto error;
 644
 645         ctx = isl_aff_get_ctx(aff1);
 646         if (!isl_dim_equal(aff1->ls->dim, aff2->ls->dim))
 647                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
 648                         "spaces don't match", goto error);
 649
 650         if (aff1->ls->div->n_row == 0 && aff2->ls->div->n_row == 0)
 651                 return add_expanded(aff1, aff2);
 652
 653         exp1 = isl_alloc_array(ctx, int, aff1->ls->div->n_row);
 654         exp2 = isl_alloc_array(ctx, int, aff2->ls->div->n_row);
 655         if (!exp1 || !exp2)
 656                 goto error;
 657
 658         div = isl_merge_divs(aff1->ls->div, aff2->ls->div, exp1, exp2);
 659         aff1 = isl_aff_expand_divs(aff1, isl_mat_copy(div), exp1);
 660         aff2 = isl_aff_expand_divs(aff2, div, exp2);
 661         free(exp1);
 662         free(exp2);
 663
 664         return add_expanded(aff1, aff2);
 665 error:
 666         free(exp1);
 667         free(exp2);
 668         isl_aff_free(aff1);
 669         isl_aff_free(aff2);
 670         return NULL;
 671 }
 672
 673 __isl_give isl_aff *isl_aff_sub(__isl_take isl_aff *aff1,
 674         __isl_take isl_aff *aff2)
 675 {
 676         return isl_aff_add(aff1, isl_aff_neg(aff2));
 677 }
 678
 679 __isl_give isl_aff *isl_aff_scale(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
 680 {
 681         isl_int gcd;
 682
 683         if (isl_int_is_one(f))
 684                 return aff;
 685
 686         aff = isl_aff_cow(aff);
 687         if (!aff)
 688                 return NULL;
 689         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 690         if (!aff->v)
 691                 return isl_aff_free(aff);
 692
 693         isl_int_init(gcd);
 694         isl_int_gcd(gcd, aff->v->el[0], f);
 695         isl_int_divexact(aff->v->el[0], aff->v->el[0], gcd);
 696         isl_int_divexact(gcd, f, gcd);
 697         isl_seq_scale(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, gcd, aff->v->size - 1);
 698         isl_int_clear(gcd);
 699
 700         return aff;
 701 }
 702
 703 __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down(__isl_take isl_aff *aff, isl_int f)
 704 {
 705         isl_int gcd;
 706
 707         if (isl_int_is_one(f))
 708                 return aff;
 709
 710         aff = isl_aff_cow(aff);
 711         if (!aff)
 712                 return NULL;
 713         aff->v = isl_vec_cow(aff->v);
 714         if (!aff->v)
 715                 return isl_aff_free(aff);
 716
 717         isl_int_init(gcd);
 718         isl_seq_gcd(aff->v->el + 1, aff->v->size - 1, &gcd);
 719         isl_int_gcd(gcd, gcd, f);
 720         isl_seq_scale_down(aff->v->el + 1, aff->v->el + 1, gcd, aff->v->size - 1);
 721         isl_int_divexact(gcd, f, gcd);
 722         isl_int_mul(aff->v->el[0], aff->v->el[0], gcd);
 723         isl_int_clear(gcd);
 724
 725         return aff;
 726 }
 727
 728 __isl_give isl_aff *isl_aff_scale_down_ui(__isl_take isl_aff *aff, unsigned f)
 729 {
 730         isl_int v;
 731
 732         if (f == 1)
 733                 return aff;
 734
 735         isl_int_init(v);
 736         isl_int_set_ui(v, f);
 737         aff = isl_aff_scale_down(aff, v);
 738         isl_int_clear(v);
 739
 740         return aff;
 741 }
 742
 743 __isl_give isl_aff *isl_aff_set_dim_name(__isl_take isl_aff *aff,
 744         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 745 {
 746         aff = isl_aff_cow(aff);
 747         if (!aff)
 748                 return NULL;
 749         aff->ls = isl_local_space_set_dim_name(aff->ls, type, pos, s);
 750         if (!aff->ls)
 751                 return isl_aff_free(aff);
 752
 753         return aff;
 754 }
 755
 756 /* Exploit the equalities in "eq" to simplify the affine expression
 757  * and the expressions of the integer divisions in the local space.
 758  * The integer divisions in this local space are assumed to appear
 759  * as regular dimensions in "eq".
 760  */
 761 static __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute_equalities_lifted(
 762         __isl_take isl_aff *aff, __isl_take isl_basic_set *eq)
 763 {
 764         int i, j;
 765         unsigned total;
 766         unsigned n_div;
 767
 768         if (!eq)
 769                 goto error;
 770         if (eq->n_eq == 0) {
 771                 isl_basic_set_free(eq);
 772                 return aff;
 773         }
 774
 775         aff = isl_aff_cow(aff);
 776         if (!aff)
 777                 goto error;
 778
 779         aff->ls = isl_local_space_substitute_equalities(aff->ls,
 780                                                         isl_basic_set_copy(eq));
 781         if (!aff->ls)
 782                 goto error;
 783
 784         total = 1 + isl_dim_total(eq->dim);
 785         n_div = eq->n_div;
 786         for (i = 0; i < eq->n_eq; ++i) {
 787                 j = isl_seq_last_non_zero(eq->eq[i], total + n_div);
 788                 if (j < 0 || j == 0 || j >= total)
 789                         continue;
 790
 791                 isl_seq_elim(aff->v->el + 1, eq->eq[i], j, total,
 792                                 &aff->v->el[0]);
 793         }
 794
 795         isl_basic_set_free(eq);
 796         return aff;
 797 error:
 798         isl_basic_set_free(eq);
 799         isl_aff_free(aff);
 800         return NULL;
 801 }
 802
 803 /* Exploit the equalities in "eq" to simplify the affine expression
 804  * and the expressions of the integer divisions in the local space.
 805  */
 806 static __isl_give isl_aff *isl_aff_substitute_equalities(
 807         __isl_take isl_aff *aff, __isl_take isl_basic_set *eq)
 808 {
 809         int n_div;
 810
 811         if (!aff || !eq)
 812                 goto error;
 813         n_div = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
 814         if (n_div > 0)
 815                 eq = isl_basic_set_add(eq, isl_dim_set, n_div);
 816         return isl_aff_substitute_equalities_lifted(aff, eq);
 817 error:
 818         isl_basic_set_free(eq);
 819         isl_aff_free(aff);
 820         return NULL;
 821 }
 822
 823 /* Look for equalities among the variables shared by context and aff
 824  * and the integer divisions of aff, if any.
 825  * The equalities are then used to eliminate coefficients and/or integer
 826  * divisions from aff.
 827  */
 828 __isl_give isl_aff *isl_aff_gist(__isl_take isl_aff *aff,
 829         __isl_take isl_set *context)
 830 {
 831         isl_basic_set *hull;
 832         int n_div;
 833
 834         if (!aff)
 835                 goto error;
 836         n_div = isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_div);
 837         if (n_div > 0) {
 838                 isl_basic_set *bset;
 839                 context = isl_set_add_dims(context, isl_dim_set, n_div);
 840                 bset = isl_basic_set_from_local_space(
 841                                             isl_aff_get_local_space(aff));
 842                 bset = isl_basic_set_lift(bset);
 843                 bset = isl_basic_set_flatten(bset);
 844                 context = isl_set_intersect(context,
 845                                             isl_set_from_basic_set(bset));
 846         }
 847
 848         hull = isl_set_affine_hull(context);
 849         return isl_aff_substitute_equalities_lifted(aff, hull);
 850 error:
 851         isl_aff_free(aff);
 852         isl_set_free(context);
 853         return NULL;
 854 }
 855
 856 /* Return a basic set containing those elements in the space
 857  * of aff where it is non-negative.
 858  */
 859 __isl_give isl_basic_set *isl_aff_nonneg_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
 860 {
 861         isl_constraint *ineq;
 862
 863         ineq = isl_inequality_from_aff(aff);
 864
 865         return isl_basic_set_from_constraint(ineq);
 866 }
 867
 868 /* Return a basic set containing those elements in the space
 869  * of aff where it is zero.
 870  */
 871 __isl_give isl_basic_set *isl_aff_zero_basic_set(__isl_take isl_aff *aff)
 872 {
 873         isl_constraint *ineq;
 874
 875         ineq = isl_equality_from_aff(aff);
 876
 877         return isl_basic_set_from_constraint(ineq);
 878 }
 879
 880 /* Return a basic set containing those elements in the shared space
 881  * of aff1 and aff2 where aff1 is greater than or equal to aff2.
 882  */
 883 __isl_give isl_basic_set *isl_aff_ge_basic_set(__isl_take isl_aff *aff1,
 884         __isl_take isl_aff *aff2)
 885 {
 886         aff1 = isl_aff_sub(aff1, aff2);
 887
 888         return isl_aff_nonneg_basic_set(aff1);
 889 }
 890
 891 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_on_domain(__isl_keep isl_set *dom,
 892         __isl_take isl_aff *aff1, __isl_take isl_aff *aff2)
 893 {
 894         aff1 = isl_aff_add(aff1, aff2);
 895         aff1 = isl_aff_gist(aff1, isl_set_copy(dom));
 896         return aff1;
 897 }
 898
 899 int isl_aff_is_empty(__isl_keep isl_aff *aff)
 900 {
 901         if (!aff)
 902                 return -1;
 903
 904         return 0;
 905 }
 906
 907 /* Set active[i] to 1 if the dimension at position i is involved
 908  * in the affine expression.
 909  */
 910 static int set_active(__isl_keep isl_aff *aff, int *active)
 911 {
 912         int i, j;
 913         unsigned total;
 914         unsigned offset;
 915
 916         if (!aff || !active)
 917                 return -1;
 918
 919         total = aff->v->size - 2;
 920         for (i = 0; i < total; ++i)
 921                 active[i] = !isl_int_is_zero(aff->v->el[2 + i]);
 922
 923         offset = isl_local_space_offset(aff->ls, isl_dim_div) - 1;
 924         for (i = aff->ls->div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
 925                 if (!active[offset + i])
 926                         continue;
 927                 for (j = 0; j < total; ++j)
 928                         active[j] |=
 929                                 !isl_int_is_zero(aff->ls->div->row[i][2 + j]);
 930         }
 931
 932         return 0;
 933 }
 934
 935 /* Check whether the given affine expression has non-zero coefficient
 936  * for any dimension in the given range or if any of these dimensions
 937  * appear with non-zero coefficients in any of the integer divisions
 938  * involved in the affine expression.
 939  */
 940 int isl_aff_involves_dims(__isl_keep isl_aff *aff,
 941         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
 942 {
 943         int i;
 944         isl_ctx *ctx;
 945         int *active = NULL;
 946         int involves = 0;
 947
 948         if (!aff)
 949                 return -1;
 950         if (n == 0)
 951                 return 0;
 952
 953         ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
 954         if (first + n > isl_aff_dim(aff, type))
 955                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
 956                         "range out of bounds", return -1);
 957
 958         active = isl_calloc_array(ctx, int,
 959                                   isl_local_space_dim(aff->ls, isl_dim_all));
 960         if (set_active(aff, active) < 0)
 961                 goto error;
 962
 963         first += isl_local_space_offset(aff->ls, type) - 1;
 964         for (i = 0; i < n; ++i)
 965                 if (active[first + i]) {
 966                         involves = 1;
 967                         break;
 968                 }
 969
 970         free(active);
 971
 972         return involves;
 973 error:
 974         free(active);
 975         return -1;
 976 }
 977
 978 __isl_give isl_aff *isl_aff_drop_dims(__isl_take isl_aff *aff,
 979         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
 980 {
 981         isl_ctx *ctx;
 982
 983         if (!aff)
 984                 return NULL;
 985         if (n == 0 && !isl_local_space_is_named_or_nested(aff->ls, type))
 986                 return aff;
 987
 988         ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
 989         if (first + n > isl_aff_dim(aff, type))
 990                 isl_die(ctx, isl_error_invalid, "range out of bounds",
 991                         return isl_aff_free(aff));
 992
 993         aff = isl_aff_cow(aff);
 994         if (!aff)
 995                 return NULL;
 996
 997         aff->ls = isl_local_space_drop_dims(aff->ls, type, first, n);
 998         if (!aff->ls)
 999                 return isl_aff_free(aff);
1000
1001         first += 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, type);
1002         aff->v = isl_vec_drop_els(aff->v, first, n);
1003         if (!aff->v)
1004                 return isl_aff_free(aff);
1005
1006         return aff;
1007 }
1008
1009 __isl_give isl_aff *isl_aff_insert_dims(__isl_take isl_aff *aff,
1010         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1011 {
1012         isl_ctx *ctx;
1013
1014         if (!aff)
1015                 return NULL;
1016         if (n == 0 && !isl_local_space_is_named_or_nested(aff->ls, type))
1017                 return aff;
1018
1019         ctx = isl_aff_get_ctx(aff);
1020         if (first > isl_aff_dim(aff, type))
1021                 isl_die(ctx, isl_error_invalid, "position out of bounds",
1022                         return isl_aff_free(aff));
1023
1024         aff = isl_aff_cow(aff);
1025         if (!aff)
1026                 return NULL;
1027
1028         aff->ls = isl_local_space_insert_dims(aff->ls, type, first, n);
1029         if (!aff->ls)
1030                 return isl_aff_free(aff);
1031
1032         first += 1 + isl_local_space_offset(aff->ls, type);
1033         aff->v = isl_vec_insert_zero_els(aff->v, first, n);
1034         if (!aff->v)
1035                 return isl_aff_free(aff);
1036
1037         return aff;
1038 }
1039
1040 __isl_give isl_aff *isl_aff_add_dims(__isl_take isl_aff *aff,
1041         enum isl_dim_type type, unsigned n)
1042 {
1043         unsigned pos;
1044
1045         pos = isl_aff_dim(aff, type);
1046
1047         return isl_aff_insert_dims(aff, type, pos, n);
1048 }
1049
1050 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_add_dims(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
1051         enum isl_dim_type type, unsigned n)
1052 {
1053         unsigned pos;
1054
1055         pos = isl_pw_aff_dim(pwaff, type);
1056
1057         return isl_pw_aff_insert_dims(pwaff, type, pos, n);
1058 }
1059
1060 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_set_tuple_id(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
1061         __isl_take isl_id *id)
1062 {
1063         isl_dim *dim;
1064
1065         dim = isl_pw_aff_get_dim(pwaff);
1066         dim = isl_dim_set_tuple_id(dim, isl_dim_set, id);
1067
1068         return isl_pw_aff_reset_dim(pwaff, dim);
1069 }
1070
1071 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
1072 {
1073         isl_set *dom = isl_set_universe(isl_aff_get_dim(aff));
1074         return isl_pw_aff_alloc(dom, aff);
1075 }
1076
1077 #undef PW
1078 #define PW isl_pw_aff
1079 #undef EL
1080 #define EL isl_aff
1081 #undef EL_IS_ZERO
1082 #define EL_IS_ZERO is_empty
1083 #undef ZERO
1084 #define ZERO empty
1085 #undef IS_ZERO
1086 #define IS_ZERO is_empty
1087 #undef FIELD
1088 #define FIELD aff
1089
1090 #define NO_EVAL
1091 #define NO_OPT
1092 #define NO_MOVE_DIMS
1093 #define NO_LIFT
1094 #define NO_MORPH
1095
1096 #include <isl_pw_templ.c>
1097
1098 static __isl_give isl_set *align_params_pw_pw_set_and(
1099         __isl_take isl_pw_aff *pwaff1, __isl_take isl_pw_aff *pwaff2,
1100         __isl_give isl_set *(*fn)(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1101                                     __isl_take isl_pw_aff *pwaff2))
1102 {
1103         if (!pwaff1 || !pwaff2)
1104                 goto error;
1105         if (isl_dim_match(pwaff1->dim, isl_dim_param,
1106                           pwaff2->dim, isl_dim_param))
1107                 return fn(pwaff1, pwaff2);
1108         if (!isl_dim_has_named_params(pwaff1->dim) ||
1109             !isl_dim_has_named_params(pwaff2->dim))
1110                 isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pwaff1), isl_error_invalid,
1111                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1112         pwaff1 = isl_pw_aff_align_params(pwaff1, isl_pw_aff_get_dim(pwaff2));
1113         pwaff2 = isl_pw_aff_align_params(pwaff2, isl_pw_aff_get_dim(pwaff1));
1114         return fn(pwaff1, pwaff2);
1115 error:
1116         isl_pw_aff_free(pwaff1);
1117         isl_pw_aff_free(pwaff2);
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 /* Compute a piecewise quasi-affine expression with a domain that
1122  * is the union of those of pwaff1 and pwaff2 and such that on each
1123  * cell, the quasi-affine expression is the maximum of those of pwaff1
1124  * and pwaff2.  If only one of pwaff1 or pwaff2 is defined on a given
1125  * cell, then the associated expression is the defined one.
1126  */
1127 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_union_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1128         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1129 {
1130         int i, j, n;
1131         isl_pw_aff *res;
1132         isl_ctx *ctx;
1133         isl_set *set;
1134
1135         if (!pwaff1 || !pwaff2)
1136                 goto error;
1137
1138         ctx = isl_dim_get_ctx(pwaff1->dim);
1139         if (!isl_dim_equal(pwaff1->dim, pwaff2->dim))
1140                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
1141                         "arguments should live in same space", goto error);
1142
1143         if (isl_pw_aff_is_empty(pwaff1)) {
1144                 isl_pw_aff_free(pwaff1);
1145                 return pwaff2;
1146         }
1147
1148         if (isl_pw_aff_is_empty(pwaff2)) {
1149                 isl_pw_aff_free(pwaff2);
1150                 return pwaff1;
1151         }
1152
1153         n = 2 * (pwaff1->n + 1) * (pwaff2->n + 1);
1154         res = isl_pw_aff_alloc_(isl_dim_copy(pwaff1->dim), n);
1155
1156         for (i = 0; i < pwaff1->n; ++i) {
1157                 set = isl_set_copy(pwaff1->p[i].set);
1158                 for (j = 0; j < pwaff2->n; ++j) {
1159                         struct isl_set *common;
1160                         isl_set *ge;
1161
1162                         common = isl_set_intersect(
1163                                         isl_set_copy(pwaff1->p[i].set),
1164                                         isl_set_copy(pwaff2->p[j].set));
1165                         ge = isl_set_from_basic_set(isl_aff_ge_basic_set(
1166                                         isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff),
1167                                         isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff)));
1168                         ge = isl_set_intersect(common, ge);
1169                         if (isl_set_plain_is_empty(ge)) {
1170                                 isl_set_free(ge);
1171                                 continue;
1172                         }
1173                         set = isl_set_subtract(set, isl_set_copy(ge));
1174
1175                         res = isl_pw_aff_add_piece(res, ge,
1176                                                 isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
1177                 }
1178                 res = isl_pw_aff_add_piece(res, set,
1179                                                 isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff));
1180         }
1181
1182         for (j = 0; j < pwaff2->n; ++j) {
1183                 set = isl_set_copy(pwaff2->p[j].set);
1184                 for (i = 0; i < pwaff1->n; ++i)
1185                         set = isl_set_subtract(set,
1186                                         isl_set_copy(pwaff1->p[i].set));
1187                 res = isl_pw_aff_add_piece(res, set,
1188                                                 isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
1189         }
1190
1191         isl_pw_aff_free(pwaff1);
1192         isl_pw_aff_free(pwaff2);
1193
1194         return res;
1195 error:
1196         isl_pw_aff_free(pwaff1);
1197         isl_pw_aff_free(pwaff2);
1198         return NULL;
1199 }
1200
1201 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_union_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1202         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1203 {
1204         return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_union_max);
1205 }
1206
1207 /* Construct a map with as domain the domain of pwaff and
1208  * one-dimensional range corresponding to the affine expressions.
1209  */
1210 __isl_give isl_map *isl_map_from_pw_aff(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
1211 {
1212         int i;
1213         isl_dim *dim;
1214         isl_map *map;
1215
1216         if (!pwaff)
1217                 return NULL;
1218
1219         dim = isl_pw_aff_get_dim(pwaff);
1220         dim = isl_dim_from_domain(dim);
1221         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_out, 1);
1222         map = isl_map_empty(dim);
1223
1224         for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
1225                 isl_basic_map *bmap;
1226                 isl_map *map_i;
1227
1228                 bmap = isl_basic_map_from_aff(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
1229                 map_i = isl_map_from_basic_map(bmap);
1230                 map_i = isl_map_intersect_domain(map_i,
1231                                                 isl_set_copy(pwaff->p[i].set));
1232                 map = isl_map_union_disjoint(map, map_i);
1233         }
1234
1235         isl_pw_aff_free(pwaff);
1236
1237         return map;
1238 }
1239
1240 /* Return a set containing those elements in the domain
1241  * of pwaff where it is non-negative.
1242  */
1243 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_nonneg_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
1244 {
1245         int i;
1246         isl_set *set;
1247
1248         if (!pwaff)
1249                 return NULL;
1250
1251         set = isl_set_empty(isl_pw_aff_get_dim(pwaff));
1252
1253         for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
1254                 isl_basic_set *bset;
1255                 isl_set *set_i;
1256
1257                 bset = isl_aff_nonneg_basic_set(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
1258                 set_i = isl_set_from_basic_set(bset);
1259                 set_i = isl_set_intersect(set_i, isl_set_copy(pwaff->p[i].set));
1260                 set = isl_set_union_disjoint(set, set_i);
1261         }
1262
1263         isl_pw_aff_free(pwaff);
1264
1265         return set;
1266 }
1267
1268 /* Return a set containing those elements in the domain
1269  * of pwaff where it is zero.
1270  */
1271 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
1272 {
1273         int i;
1274         isl_set *set;
1275
1276         if (!pwaff)
1277                 return NULL;
1278
1279         set = isl_set_empty(isl_pw_aff_get_dim(pwaff));
1280
1281         for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
1282                 isl_basic_set *bset;
1283                 isl_set *set_i;
1284
1285                 bset = isl_aff_zero_basic_set(isl_aff_copy(pwaff->p[i].aff));
1286                 set_i = isl_set_from_basic_set(bset);
1287                 set_i = isl_set_intersect(set_i, isl_set_copy(pwaff->p[i].set));
1288                 set = isl_set_union_disjoint(set, set_i);
1289         }
1290
1291         isl_pw_aff_free(pwaff);
1292
1293         return set;
1294 }
1295
1296 /* Return a set containing those elements in the domain
1297  * of pwaff where it is not zero.
1298  */
1299 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_non_zero_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
1300 {
1301         return isl_set_complement(isl_pw_aff_zero_set(pwaff));
1302 }
1303
1304 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1305  * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is greater than (or equal) to pwaff2.
1306  *
1307  * We compute the difference on the shared domain and then construct
1308  * the set of values where this difference is non-negative.
1309  * If strict is set, we first subtract 1 from the difference.
1310  * If equal is set, we only return the elements where pwaff1 and pwaff2
1311  * are equal.
1312  */
1313 static __isl_give isl_set *pw_aff_gte_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1314         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2, int strict, int equal)
1315 {
1316         isl_set *set1, *set2;
1317
1318         set1 = isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff1));
1319         set2 = isl_pw_aff_domain(isl_pw_aff_copy(pwaff2));
1320         set1 = isl_set_intersect(set1, set2);
1321         pwaff1 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff1, isl_set_copy(set1));
1322         pwaff2 = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff2, isl_set_copy(set1));
1323         pwaff1 = isl_pw_aff_add(pwaff1, isl_pw_aff_neg(pwaff2));
1324
1325         if (strict) {
1326                 isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set1);
1327                 isl_aff *aff;
1328                 aff = isl_aff_zero(isl_local_space_from_dim(dim));
1329                 aff = isl_aff_add_constant_si(aff, -1);
1330                 pwaff1 = isl_pw_aff_add(pwaff1, isl_pw_aff_alloc(set1, aff));
1331         } else
1332                 isl_set_free(set1);
1333
1334         if (equal)
1335                 return isl_pw_aff_zero_set(pwaff1);
1336         return isl_pw_aff_nonneg_set(pwaff1);
1337 }
1338
1339 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1340  * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is equal to pwaff2.
1341  */
1342 static __isl_give isl_set *pw_aff_eq_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1343         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1344 {
1345         return pw_aff_gte_set(pwaff1, pwaff2, 0, 1);
1346 }
1347
1348 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_eq_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1349         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1350 {
1351         return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_eq_set);
1352 }
1353
1354 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1355  * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is greater than or equal to pwaff2.
1356  */
1357 static __isl_give isl_set *pw_aff_ge_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1358         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1359 {
1360         return pw_aff_gte_set(pwaff1, pwaff2, 0, 0);
1361 }
1362
1363 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ge_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1364         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1365 {
1366         return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_ge_set);
1367 }
1368
1369 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1370  * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is strictly greater than pwaff2.
1371  */
1372 static __isl_give isl_set *pw_aff_gt_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1373         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1374 {
1375         return pw_aff_gte_set(pwaff1, pwaff2, 1, 0);
1376 }
1377
1378 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_gt_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1379         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1380 {
1381         return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_gt_set);
1382 }
1383
1384 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_le_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1385         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1386 {
1387         return isl_pw_aff_ge_set(pwaff2, pwaff1);
1388 }
1389
1390 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_lt_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1391         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1392 {
1393         return isl_pw_aff_gt_set(pwaff2, pwaff1);
1394 }
1395
1396 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1397  * of the elements of list1 and list2 where each element in list1
1398  * has the relation specified by "fn" with each element in list2.
1399  */
1400 static __isl_give isl_set *pw_aff_list_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
1401         __isl_take isl_pw_aff_list *list2,
1402         __isl_give isl_set *(*fn)(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1403                                     __isl_take isl_pw_aff *pwaff2))
1404 {
1405         int i, j;
1406         isl_ctx *ctx;
1407         isl_set *set;
1408
1409         if (!list1 || !list2)
1410                 goto error;
1411
1412         ctx = isl_pw_aff_list_get_ctx(list1);
1413         if (list1->n < 1 || list2->n < 1)
1414                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
1415                         "list should contain at least one element", goto error);
1416
1417         set = isl_set_universe(isl_pw_aff_get_dim(list1->p[0]));
1418         for (i = 0; i < list1->n; ++i)
1419                 for (j = 0; j < list2->n; ++j) {
1420                         isl_set *set_ij;
1421
1422                         set_ij = fn(isl_pw_aff_copy(list1->p[i]),
1423                                     isl_pw_aff_copy(list2->p[j]));
1424                         set = isl_set_intersect(set, set_ij);
1425                 }
1426
1427         isl_pw_aff_list_free(list1);
1428         isl_pw_aff_list_free(list2);
1429         return set;
1430 error:
1431         isl_pw_aff_list_free(list1);
1432         isl_pw_aff_list_free(list2);
1433         return NULL;
1434 }
1435
1436 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1437  * of the elements of list1 and list2 where each element in list1
1438  * is equal to each element in list2.
1439  */
1440 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_eq_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
1441         __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
1442 {
1443         return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_eq_set);
1444 }
1445
1446 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ne_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
1447         __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
1448 {
1449         return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_ne_set);
1450 }
1451
1452 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1453  * of the elements of list1 and list2 where each element in list1
1454  * is less than or equal to each element in list2.
1455  */
1456 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_le_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
1457         __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
1458 {
1459         return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_le_set);
1460 }
1461
1462 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_lt_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
1463         __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
1464 {
1465         return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_lt_set);
1466 }
1467
1468 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_ge_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
1469         __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
1470 {
1471         return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_ge_set);
1472 }
1473
1474 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_list_gt_set(__isl_take isl_pw_aff_list *list1,
1475         __isl_take isl_pw_aff_list *list2)
1476 {
1477         return pw_aff_list_set(list1, list2, &isl_pw_aff_gt_set);
1478 }
1479
1480
1481 /* Return a set containing those elements in the shared domain
1482  * of pwaff1 and pwaff2 where pwaff1 is not equal to pwaff2.
1483  */
1484 static __isl_give isl_set *pw_aff_ne_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1485         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1486 {
1487         isl_set *set_lt, *set_gt;
1488
1489         set_lt = isl_pw_aff_lt_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
1490                                    isl_pw_aff_copy(pwaff2));
1491         set_gt = isl_pw_aff_gt_set(pwaff1, pwaff2);
1492         return isl_set_union_disjoint(set_lt, set_gt);
1493 }
1494
1495 __isl_give isl_set *isl_pw_aff_ne_set(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1496         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1497 {
1498         return align_params_pw_pw_set_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_ne_set);
1499 }
1500
1501 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_scale_down(__isl_take isl_pw_aff *pwaff,
1502         isl_int v)
1503 {
1504         int i;
1505
1506         if (isl_int_is_one(v))
1507                 return pwaff;
1508         if (!isl_int_is_pos(v))
1509                 isl_die(isl_pw_aff_get_ctx(pwaff), isl_error_invalid,
1510                         "factor needs to be positive",
1511                         return isl_pw_aff_free(pwaff));
1512         pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
1513         if (!pwaff)
1514                 return NULL;
1515         if (pwaff->n == 0)
1516                 return pwaff;
1517
1518         for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
1519                 pwaff->p[i].aff = isl_aff_scale_down(pwaff->p[i].aff, v);
1520                 if (!pwaff->p[i].aff)
1521                         return isl_pw_aff_free(pwaff);
1522         }
1523
1524         return pwaff;
1525 }
1526
1527 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_floor(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
1528 {
1529         int i;
1530
1531         pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
1532         if (!pwaff)
1533                 return NULL;
1534         if (pwaff->n == 0)
1535                 return pwaff;
1536
1537         for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
1538                 pwaff->p[i].aff = isl_aff_floor(pwaff->p[i].aff);
1539                 if (!pwaff->p[i].aff)
1540                         return isl_pw_aff_free(pwaff);
1541         }
1542
1543         return pwaff;
1544 }
1545
1546 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_ceil(__isl_take isl_pw_aff *pwaff)
1547 {
1548         int i;
1549
1550         pwaff = isl_pw_aff_cow(pwaff);
1551         if (!pwaff)
1552                 return NULL;
1553         if (pwaff->n == 0)
1554                 return pwaff;
1555
1556         for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
1557                 pwaff->p[i].aff = isl_aff_ceil(pwaff->p[i].aff);
1558                 if (!pwaff->p[i].aff)
1559                         return isl_pw_aff_free(pwaff);
1560         }
1561
1562         return pwaff;
1563 }
1564
1565 /* Return an affine expression that is equal to pwaff_true for elements
1566  * in "cond" and to pwaff_false for elements not in "cond".
1567  * That is, return cond ? pwaff_true : pwaff_false;
1568  */
1569 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_cond(__isl_take isl_set *cond,
1570         __isl_take isl_pw_aff *pwaff_true, __isl_take isl_pw_aff *pwaff_false)
1571 {
1572         isl_set *comp;
1573
1574         comp = isl_set_complement(isl_set_copy(cond));
1575         pwaff_true = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff_true, cond);
1576         pwaff_false = isl_pw_aff_intersect_domain(pwaff_false, comp);
1577
1578         return isl_pw_aff_add_disjoint(pwaff_true, pwaff_false);
1579 }
1580
1581 int isl_aff_is_cst(__isl_keep isl_aff *aff)
1582 {
1583         if (!aff)
1584                 return -1;
1585
1586         return isl_seq_first_non_zero(aff->v->el + 2, aff->v->size - 2) == -1;
1587 }
1588
1589 /* Check whether pwaff is a piecewise constant.
1590  */
1591 int isl_pw_aff_is_cst(__isl_keep isl_pw_aff *pwaff)
1592 {
1593         int i;
1594
1595         if (!pwaff)
1596                 return -1;
1597
1598         for (i = 0; i < pwaff->n; ++i) {
1599                 int is_cst = isl_aff_is_cst(pwaff->p[i].aff);
1600                 if (is_cst < 0 || !is_cst)
1601                         return is_cst;
1602         }
1603
1604         return 1;
1605 }
1606
1607 __isl_give isl_aff *isl_aff_mul(__isl_take isl_aff *aff1,
1608         __isl_take isl_aff *aff2)
1609 {
1610         if (!isl_aff_is_cst(aff2) && isl_aff_is_cst(aff1))
1611                 return isl_aff_mul(aff2, aff1);
1612
1613         if (!isl_aff_is_cst(aff2))
1614                 isl_die(isl_aff_get_ctx(aff1), isl_error_invalid,
1615                         "at least one affine expression should be constant",
1616                         goto error);
1617
1618         aff1 = isl_aff_cow(aff1);
1619         if (!aff1 || !aff2)
1620                 goto error;
1621
1622         aff1 = isl_aff_scale(aff1, aff2->v->el[1]);
1623         aff1 = isl_aff_scale_down(aff1, aff2->v->el[0]);
1624
1625         isl_aff_free(aff2);
1626         return aff1;
1627 error:
1628         isl_aff_free(aff1);
1629         isl_aff_free(aff2);
1630         return NULL;
1631 }
1632
1633 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_mul(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1634         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1635 {
1636         int i, j, n;
1637         isl_pw_aff *res;
1638
1639         if (!pwaff1 || !pwaff2)
1640                 goto error;
1641
1642         n = pwaff1->n * pwaff2->n;
1643         res = isl_pw_aff_alloc_(isl_dim_copy(pwaff1->dim), n);
1644
1645         for (i = 0; i < pwaff1->n; ++i) {
1646                 for (j = 0; j < pwaff2->n; ++j) {
1647                         isl_set *common;
1648                         isl_aff *prod;
1649                         common = isl_set_intersect(
1650                                         isl_set_copy(pwaff1->p[i].set),
1651                                         isl_set_copy(pwaff2->p[j].set));
1652                         if (isl_set_plain_is_empty(common)) {
1653                                 isl_set_free(common);
1654                                 continue;
1655                         }
1656
1657                         prod = isl_aff_mul(isl_aff_copy(pwaff1->p[i].aff),
1658                                             isl_aff_copy(pwaff2->p[j].aff));
1659
1660                         res = isl_pw_aff_add_piece(res, common, prod);
1661                 }
1662         }
1663
1664         isl_pw_aff_free(pwaff1);
1665         isl_pw_aff_free(pwaff2);
1666         return res;
1667 error:
1668         isl_pw_aff_free(pwaff1);
1669         isl_pw_aff_free(pwaff2);
1670         return NULL;
1671 }
1672
1673 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_mul(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1674         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1675 {
1676         return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_mul);
1677 }
1678
1679 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_min(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1680         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1681 {
1682         isl_set *le;
1683
1684         le = isl_pw_aff_le_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
1685                                 isl_pw_aff_copy(pwaff2));
1686         return isl_pw_aff_cond(le, pwaff1, pwaff2);
1687 }
1688
1689 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_min(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1690         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1691 {
1692         return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_min);
1693 }
1694
1695 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1696         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1697 {
1698         isl_set *le;
1699
1700         le = isl_pw_aff_ge_set(isl_pw_aff_copy(pwaff1),
1701                                 isl_pw_aff_copy(pwaff2));
1702         return isl_pw_aff_cond(le, pwaff1, pwaff2);
1703 }
1704
1705 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_max(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1706         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2)
1707 {
1708         return align_params_pw_pw_and(pwaff1, pwaff2, &pw_aff_max);
1709 }
1710
1711 static __isl_give isl_pw_aff *pw_aff_list_reduce(
1712         __isl_take isl_pw_aff_list *list,
1713         __isl_give isl_pw_aff *(*fn)(__isl_take isl_pw_aff *pwaff1,
1714                                         __isl_take isl_pw_aff *pwaff2))
1715 {
1716         int i;
1717         isl_ctx *ctx;
1718         isl_pw_aff *res;
1719
1720         if (!list)
1721                 return NULL;
1722
1723         ctx = isl_pw_aff_list_get_ctx(list);
1724         if (list->n < 1)
1725                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
1726                         "list should contain at least one element",
1727                         return isl_pw_aff_list_free(list));
1728
1729         res = isl_pw_aff_copy(list->p[0]);
1730         for (i = 1; i < list->n; ++i)
1731                 res = fn(res, isl_pw_aff_copy(list->p[i]));
1732
1733         isl_pw_aff_list_free(list);
1734         return res;
1735 }
1736
1737 /* Return an isl_pw_aff that maps each element in the intersection of the
1738  * domains of the elements of list to the minimal corresponding affine
1739  * expression.
1740  */
1741 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_min(__isl_take isl_pw_aff_list *list)
1742 {
1743         return pw_aff_list_reduce(list, &isl_pw_aff_min);
1744 }
1745
1746 /* Return an isl_pw_aff that maps each element in the intersection of the
1747  * domains of the elements of list to the maximal corresponding affine
1748  * expression.
1749  */
1750 __isl_give isl_pw_aff *isl_pw_aff_list_max(__isl_take isl_pw_aff_list *list)
1751 {
1752         return pw_aff_list_reduce(list, &isl_pw_aff_max);
1753 }