isl_map.c

   1 #include <string.h>
   2 #include <strings.h>
   3 #include "isl_ctx.h"
   4 #include "isl_blk.h"
   5 #include "isl_seq.h"
   6 #include "isl_set.h"
   7 #include "isl_map.h"
   8 #include "isl_map_private.h"
   9 #include "isl_map_piplib.h"
  10 #include "isl_sample.h"
  11 #include "isl_vec.h"
  12
  13 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
  14                 struct isl_basic_map *bmap,
  15                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
  16                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
  17 {
  18         int i;
  19         size_t row_size = 1 + nparam + n_in + n_out + extra;
  20
  21         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_eq + n_ineq) * row_size);
  22         if (isl_blk_is_error(bmap->block)) {
  23                 free(bmap);
  24                 return NULL;
  25         }
  26
  27         bmap->eq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_eq + n_ineq);
  28         if (!bmap->eq) {
  29                 isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  30                 free(bmap);
  31                 return NULL;
  32         }
  33
  34         if (extra == 0) {
  35                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
  36                 bmap->div = NULL;
  37         } else {
  38                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
  39                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2)) {
  40                         free(bmap->eq);
  41                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  42                         free(bmap);
  43                         return NULL;
  44                 }
  45
  46                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
  47                 if (!bmap->div) {
  48                         isl_blk_free(ctx, bmap->block2);
  49                         free(bmap->eq);
  50                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  51                         free(bmap);
  52                         return NULL;
  53                 }
  54         }
  55
  56         for (i = 0; i < n_eq + n_ineq; ++i)
  57                 bmap->eq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
  58
  59         for (i = 0; i < extra; ++i)
  60                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
  61
  62         bmap->ref = 1;
  63         bmap->flags = 0;
  64         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
  65         bmap->ineq = bmap->eq + n_eq;
  66         bmap->nparam = nparam;
  67         bmap->n_in = n_in;
  68         bmap->n_out = n_out;
  69         bmap->extra = extra;
  70         bmap->n_eq = 0;
  71         bmap->n_ineq = 0;
  72         bmap->n_div = 0;
  73         bmap->sample = NULL;
  74
  75         return bmap;
  76 }
  77
  78 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
  79                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
  80                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
  81 {
  82         struct isl_basic_map *bmap;
  83         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
  84         return (struct isl_basic_set *)bmap;
  85 }
  86
  87 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
  88                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
  89                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
  90 {
  91         struct isl_basic_map *bmap;
  92
  93         bmap = isl_alloc_type(ctx, struct isl_basic_map);
  94         if (!bmap)
  95                 return NULL;
  96
  97         return basic_map_init(ctx, bmap,
  98                                nparam, in, out, extra, n_eq, n_ineq);
  99 }
 100
 101 static void dup_constraints(struct isl_ctx *ctx,
 102                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 103 {
 104         int i;
 105         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
 106
 107         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 108                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, dst);
 109                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 110         }
 111
 112         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 113                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, dst);
 114                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 115         }
 116
 117         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 118                 int j = isl_basic_map_alloc_div(ctx, dst);
 119                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 120         }
 121         F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 122 }
 123
 124 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_ctx *ctx,
 125                                         struct isl_basic_map *bmap)
 126 {
 127         struct isl_basic_map *dup;
 128
 129         dup = isl_basic_map_alloc(ctx, bmap->nparam,
 130                         bmap->n_in, bmap->n_out,
 131                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 132         if (!dup)
 133                 return NULL;
 134         dup->flags = bmap->flags;
 135         dup_constraints(ctx, dup, bmap);
 136         dup->sample = isl_vec_copy(ctx, bmap->sample);
 137         return dup;
 138 }
 139
 140 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_ctx *ctx,
 141                                         struct isl_basic_set *bset)
 142 {
 143         struct isl_basic_map *dup;
 144
 145         dup = isl_basic_map_dup(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 146         return (struct isl_basic_set *)dup;
 147 }
 148
 149 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_ctx *ctx,
 150                                         struct isl_basic_set *bset)
 151 {
 152         if (!bset)
 153                 return NULL;
 154
 155         if (F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 156                 bset->ref++;
 157                 return bset;
 158         }
 159         return isl_basic_set_dup(ctx, bset);
 160 }
 161
 162 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
 163 {
 164         if (!set)
 165                 return NULL;
 166
 167         set->ref++;
 168         return set;
 169 }
 170
 171 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_ctx *ctx,
 172                                         struct isl_basic_map *bmap)
 173 {
 174         if (!bmap)
 175                 return NULL;
 176
 177         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 178                 bmap->ref++;
 179                 return bmap;
 180         }
 181         return isl_basic_map_dup(ctx, bmap);
 182 }
 183
 184 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
 185 {
 186         if (!map)
 187                 return NULL;
 188
 189         map->ref++;
 190         return map;
 191 }
 192
 193 void isl_basic_map_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 194 {
 195         if (!bmap)
 196                 return;
 197
 198         if (--bmap->ref > 0)
 199                 return;
 200
 201         free(bmap->div);
 202         isl_blk_free(ctx, bmap->block2);
 203         free(bmap->eq);
 204         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
 205         isl_vec_free(ctx, bmap->sample);
 206         free(bmap);
 207 }
 208
 209 void isl_basic_set_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
 210 {
 211         isl_basic_map_free(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 212 }
 213
 214 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_ctx *ctx,
 215                 struct isl_basic_map *bmap)
 216 {
 217         if (!bmap)
 218                 return -1;
 219         isl_assert(ctx, bmap->n_eq + bmap->n_ineq < bmap->c_size, return -1);
 220         isl_assert(ctx, bmap->eq + bmap->n_eq <= bmap->ineq, return -1);
 221         if (bmap->eq + bmap->n_eq == bmap->ineq) {
 222                 isl_int *t;
 223                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
 224                 if (j < 0)
 225                         return -1;
 226                 t = bmap->ineq[0];
 227                 bmap->ineq[0] = bmap->ineq[j];
 228                 bmap->ineq[j] = t;
 229                 bmap->n_ineq--;
 230                 bmap->ineq++;
 231         }
 232         return bmap->n_eq++;
 233 }
 234
 235 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_ctx *ctx,
 236                 struct isl_basic_set *bset)
 237 {
 238         return isl_basic_map_alloc_equality(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 239 }
 240
 241 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_ctx *ctx,
 242                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 243 {
 244         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 245         bmap->n_eq -= n;
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_ctx *ctx,
 250                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 251 {
 252         isl_int *t;
 253         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 254
 255         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 256                 t = bmap->eq[pos];
 257                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 258                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 259         }
 260         bmap->n_eq--;
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_ctx *ctx,
 265                 struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 266 {
 267         return isl_basic_map_drop_equality(ctx,
 268                         (struct isl_basic_map *)bset, pos);
 269 }
 270
 271 void isl_basic_map_inequality_to_equality(struct isl_ctx *ctx,
 272                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 273 {
 274         isl_int *t;
 275
 276         t = bmap->ineq[pos];
 277         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[0];
 278         bmap->ineq[0] = bmap->eq[bmap->n_eq];
 279         bmap->eq[bmap->n_eq] = t;
 280         bmap->n_eq++;
 281         bmap->n_ineq--;
 282         bmap->ineq++;
 283 }
 284
 285 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 286                 struct isl_basic_map *bmap)
 287 {
 288         isl_assert(ctx, (bmap->ineq - bmap->eq) + bmap->n_ineq < bmap->c_size,
 289                         return -1);
 290         F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 291         F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 292         return bmap->n_ineq++;
 293 }
 294
 295 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 296                 struct isl_basic_set *bset)
 297 {
 298         return isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 299 }
 300
 301 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 302                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 303 {
 304         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 305         bmap->n_ineq -= n;
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 310                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 311 {
 312         return isl_basic_map_free_inequality(ctx,
 313                                             (struct isl_basic_map *)bset, n);
 314 }
 315
 316 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 317                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 318 {
 319         isl_int *t;
 320         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 321
 322         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 323                 t = bmap->ineq[pos];
 324                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 325                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 326         }
 327         bmap->n_ineq--;
 328         return 0;
 329 }
 330
 331 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 332                 struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 333 {
 334         return isl_basic_map_drop_inequality(ctx,
 335                         (struct isl_basic_map *)bset, pos);
 336 }
 337
 338 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_ctx *ctx,
 339                 struct isl_basic_map *bmap)
 340 {
 341         isl_assert(ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 342         return bmap->n_div++;
 343 }
 344
 345 int isl_basic_map_free_div(struct isl_ctx *ctx,
 346                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 347 {
 348         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 349         bmap->n_div -= n;
 350         return 0;
 351 }
 352
 353 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 354  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 355  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 356  * variables.
 357  */
 358 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 359                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 360                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 361 {
 362         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 363         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_map->nparam, src_map->nparam));
 364         if (dst_map->nparam > src_map->nparam)
 365                 isl_seq_clr(dst+1+src_map->nparam,
 366                                 dst_map->nparam - src_map->nparam);
 367         isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam, in_off);
 368         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+in_off,
 369                     src+1+src_map->nparam,
 370                     isl_min(dst_map->n_in-in_off, src_map->n_in));
 371         if (dst_map->n_in-in_off > src_map->n_in)
 372                 isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+in_off+src_map->n_in,
 373                                 dst_map->n_in - in_off - src_map->n_in);
 374         isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in, out_off);
 375         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+out_off,
 376                     src+1+src_map->nparam+src_map->n_in,
 377                     isl_min(dst_map->n_out-out_off, src_map->n_out));
 378         if (dst_map->n_out-out_off > src_map->n_out)
 379                 isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+out_off+src_map->n_out,
 380                                 dst_map->n_out - out_off - src_map->n_out);
 381         isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+dst_map->n_out, div_off);
 382         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+dst_map->n_out+div_off,
 383                     src+1+src_map->nparam+src_map->n_in+src_map->n_out,
 384                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->extra));
 385         if (dst_map->extra-div_off > src_map->extra)
 386                 isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+dst_map->n_out+
 387                                 div_off+src_map->extra,
 388                                 dst_map->extra - div_off - src_map->extra);
 389 }
 390
 391 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 392                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 393                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 394 {
 395         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 396         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 397 }
 398
 399 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_ctx *ctx,
 400                 struct isl_basic_map *bmap1,
 401                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 402 {
 403         int i;
 404         unsigned div_off = bmap1->n_div;
 405
 406         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 407                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap1);
 408                 if (i1 < 0)
 409                         goto error;
 410                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 411                                 i_pos, o_pos, div_off);
 412         }
 413
 414         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 415                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap1);
 416                 if (i1 < 0)
 417                         goto error;
 418                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 419                                 i_pos, o_pos, div_off);
 420         }
 421
 422         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 423                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(ctx, bmap1);
 424                 if (i1 < 0)
 425                         goto error;
 426                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 427                          i_pos, o_pos, div_off);
 428         }
 429
 430         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
 431
 432         return bmap1;
 433
 434 error:
 435         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
 436         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
 437         return NULL;
 438 }
 439
 440 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_ctx *ctx,
 441                 struct isl_basic_map *base,
 442                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
 443                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 444 {
 445         struct isl_basic_map *ext;
 446         unsigned flags;
 447         int dims_ok;
 448
 449         base = isl_basic_map_cow(ctx, base);
 450         if (!base)
 451                 goto error;
 452
 453         dims_ok = base && base->nparam == nparam &&
 454                   base->n_in == n_in && base->n_out == n_out &&
 455                   base->extra >= base->n_div + extra;
 456
 457         if (dims_ok && n_eq == 0 && n_ineq == 0)
 458                 return base;
 459
 460         if (base) {
 461                 isl_assert(ctx, base->nparam <= nparam, goto error);
 462                 isl_assert(ctx, base->n_in <= n_in, goto error);
 463                 isl_assert(ctx, base->n_out <= n_out, goto error);
 464                 extra += base->extra;
 465                 n_eq += base->n_eq;
 466                 n_ineq += base->n_ineq;
 467         }
 468
 469         ext = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, n_in, n_out,
 470                                         extra, n_eq, n_ineq);
 471         if (!base)
 472                 return ext;
 473         if (!ext)
 474                 goto error;
 475
 476         flags = base->flags;
 477         ext = add_constraints(ctx, ext, base, 0, 0);
 478         if (ext) {
 479                 ext->flags = flags;
 480                 F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 481         }
 482
 483         return ext;
 484
 485 error:
 486         isl_basic_map_free(ctx, base);
 487         return NULL;
 488 }
 489
 490 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_ctx *ctx,
 491                 struct isl_basic_set *base,
 492                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 493                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 494 {
 495         return (struct isl_basic_set *)
 496                 isl_basic_map_extend(ctx, (struct isl_basic_map *)base,
 497                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 498 }
 499
 500 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_ctx *ctx,
 501                 struct isl_basic_set *bset)
 502 {
 503         return (struct isl_basic_set *)
 504                 isl_basic_map_cow(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 505 }
 506
 507 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_ctx *ctx,
 508                 struct isl_basic_map *bmap)
 509 {
 510         if (!bmap)
 511                 return NULL;
 512
 513         if (bmap->ref > 1) {
 514                 bmap->ref--;
 515                 bmap = isl_basic_map_dup(ctx, bmap);
 516         }
 517         F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 518         return bmap;
 519 }
 520
 521 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
 522 {
 523         if (!set)
 524                 return NULL;
 525
 526         if (set->ref == 1)
 527                 return set;
 528         set->ref--;
 529         return isl_set_dup(ctx, set);
 530 }
 531
 532 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
 533 {
 534         if (!map)
 535                 return NULL;
 536
 537         if (map->ref == 1)
 538                 return map;
 539         map->ref--;
 540         return isl_map_dup(ctx, map);
 541 }
 542
 543 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
 544                         unsigned a_len, unsigned b_len)
 545 {
 546         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
 547         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
 548         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
 549 }
 550
 551 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(struct isl_ctx *ctx,
 552                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 553 {
 554         int i;
 555         struct isl_blk blk;
 556
 557         if (!bset)
 558                 goto error;
 559
 560         isl_assert(ctx, n <= bset->dim, goto error);
 561
 562         if (n == bset->dim)
 563                 return bset;
 564
 565         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
 566         if (!bset)
 567                 return NULL;
 568
 569         blk = isl_blk_alloc(ctx, bset->dim);
 570         if (isl_blk_is_error(blk))
 571                 goto error;
 572
 573         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
 574                 swap_vars(blk,
 575                           bset->eq[i]+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 576
 577         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
 578                 swap_vars(blk,
 579                           bset->ineq[i]+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 580
 581         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
 582                 swap_vars(blk,
 583                           bset->div[i]+1+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 584
 585         isl_blk_free(ctx, blk);
 586
 587         return bset;
 588
 589 error:
 590         isl_basic_set_free(ctx, bset);
 591         return NULL;
 592 }
 593
 594 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_ctx *ctx,
 595                 struct isl_set *set, unsigned n)
 596 {
 597         int i;
 598         set = isl_set_cow(ctx, set);
 599         if (!set)
 600                 return NULL;
 601
 602         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
 603                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(ctx, set->p[i], n);
 604                 if (!set->p[i]) {
 605                         isl_set_free(ctx, set);
 606                         return NULL;
 607                 }
 608         }
 609         return set;
 610 }
 611
 612 static void constraint_drop_vars(isl_int *c, unsigned n, unsigned rem)
 613 {
 614         isl_seq_cpy(c, c + n, rem);
 615         isl_seq_clr(c + rem, n);
 616 }
 617
 618 struct isl_basic_set *isl_basic_set_drop_vars(struct isl_ctx *ctx,
 619                 struct isl_basic_set *bset, unsigned first, unsigned n)
 620 {
 621         int i;
 622
 623         if (!bset)
 624                 goto error;
 625
 626         isl_assert(ctx, first + n <= bset->dim, goto error);
 627
 628         if (n == 0)
 629                 return bset;
 630
 631         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
 632         if (!bset)
 633                 return NULL;
 634
 635         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
 636                 constraint_drop_vars(bset->eq[i]+1+bset->nparam+first, n,
 637                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 638
 639         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
 640                 constraint_drop_vars(bset->ineq[i]+1+bset->nparam+first, n,
 641                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 642
 643         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
 644                 constraint_drop_vars(bset->div[i]+1+1+bset->nparam+first, n,
 645                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 646
 647         bset->dim -= n;
 648         bset->extra += n;
 649
 650         return isl_basic_set_finalize(ctx, bset);
 651 error:
 652         isl_basic_set_free(ctx, bset);
 653         return NULL;
 654 }
 655
 656 struct isl_set *isl_set_drop_vars(struct isl_ctx *ctx,
 657                 struct isl_set *set, unsigned first, unsigned n)
 658 {
 659         int i;
 660
 661         if (!set)
 662                 goto error;
 663
 664         isl_assert(ctx, first + n <= set->dim, goto error);
 665
 666         if (n == 0)
 667                 return set;
 668         set = isl_set_cow(ctx, set);
 669         if (!set)
 670                 goto error;
 671
 672         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
 673                 set->p[i] = isl_basic_set_drop_vars(ctx, set->p[i], first, n);
 674                 if (!set->p[i])
 675                         goto error;
 676         }
 677         set->dim -= n;
 678
 679         return set;
 680 error:
 681         isl_set_free(ctx, set);
 682         return NULL;
 683 }
 684
 685 /*
 686  * We don't cow, as the div is assumed to be redundant.
 687  */
 688 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_drop_div(struct isl_ctx *ctx,
 689                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
 690 {
 691         int i;
 692         unsigned pos;
 693
 694         if (!bmap)
 695                 goto error;
 696
 697         pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
 698
 699         isl_assert(ctx, div < bmap->n_div, goto error);
 700
 701         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 702                 constraint_drop_vars(bmap->eq[i]+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 703
 704         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
 705                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][pos])) {
 706                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, i);
 707                         --i;
 708                         continue;
 709                 }
 710                 constraint_drop_vars(bmap->ineq[i]+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 711         }
 712
 713         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 714                 constraint_drop_vars(bmap->div[i]+1+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 715
 716         if (div != bmap->n_div - 1) {
 717                 int j;
 718                 isl_int *t = bmap->div[div];
 719
 720                 for (j = div; j < bmap->n_div - 1; ++j)
 721                         bmap->div[j] = bmap->div[j+1];
 722
 723                 bmap->div[bmap->n_div - 1] = t;
 724         }
 725         isl_basic_map_free_div(ctx, bmap, 1);
 726
 727         return bmap;
 728 error:
 729         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
 730         return NULL;
 731 }
 732
 733 static void eliminate_div(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
 734                                 isl_int *eq, unsigned div)
 735 {
 736         int i;
 737         unsigned pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
 738         unsigned len;
 739         len = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 740
 741         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 742                 if (bmap->eq[i] != eq)
 743                         isl_seq_elim(bmap->eq[i], eq, pos, len, NULL);
 744
 745         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
 746                 isl_seq_elim(bmap->ineq[i], eq, pos, len, NULL);
 747
 748         /* We need to be careful about circular definitions,
 749          * so for now we just remove the definitions of other divs that
 750          * depend on this div and (possibly) recompute them later.
 751          */
 752         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 753                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]) &&
 754                     !isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
 755                         isl_seq_clr(bmap->div[i], 1 + len);
 756
 757         isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, div);
 758 }
 759
 760 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(
 761                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 762 {
 763         int i = 0;
 764         unsigned total;
 765         if (!bmap)
 766                 goto error;
 767         total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra;
 768         isl_basic_map_free_div(ctx, bmap, bmap->n_div);
 769         isl_basic_map_free_inequality(ctx, bmap, bmap->n_ineq);
 770         if (bmap->n_eq > 0)
 771                 isl_basic_map_free_equality(ctx, bmap, bmap->n_eq-1);
 772         else {
 773                 isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
 774                 if (i < 0)
 775                         goto error;
 776         }
 777         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
 778         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
 779         F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
 780         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
 781 error:
 782         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
 783         return NULL;
 784 }
 785
 786 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(
 787                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
 788 {
 789         return (struct isl_basic_set *)
 790                 isl_basic_map_set_to_empty(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 791 }
 792
 793 static void swap_equality(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 794 {
 795         isl_int *t = bmap->eq[a];
 796         bmap->eq[a] = bmap->eq[b];
 797         bmap->eq[b] = t;
 798 }
 799
 800 static void swap_inequality(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 801 {
 802         isl_int *t = bmap->ineq[a];
 803         bmap->ineq[a] = bmap->ineq[b];
 804         bmap->ineq[b] = t;
 805 }
 806
 807 static void swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 808 {
 809         int i;
 810         unsigned off = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 811         isl_int *t = bmap->div[a];
 812         bmap->div[a] = bmap->div[b];
 813         bmap->div[b] = t;
 814
 815         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 816                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
 817
 818         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
 819                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
 820
 821         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 822                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
 823 }
 824
 825 struct isl_basic_map *isl_basic_map_gauss(struct isl_ctx *ctx,
 826         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
 827 {
 828         int k;
 829         int done;
 830         int last_var;
 831         unsigned total_var;
 832         unsigned total;
 833
 834         if (!bmap)
 835                 return NULL;
 836
 837         total_var = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 838         total = total_var + bmap->n_div;
 839
 840         last_var = total - 1;
 841         for (done = 0; done < bmap->n_eq; ++done) {
 842                 for (; last_var >= 0; --last_var) {
 843                         for (k = done; k < bmap->n_eq; ++k)
 844                                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[k][1+last_var]))
 845                                         break;
 846                         if (k < bmap->n_eq)
 847                                 break;
 848                 }
 849                 if (last_var < 0)
 850                         break;
 851                 if (k != done)
 852                         swap_equality(bmap, k, done);
 853                 if (isl_int_is_neg(bmap->eq[done][1+last_var]))
 854                         isl_seq_neg(bmap->eq[done], bmap->eq[done], 1+total);
 855
 856                 for (k = 0; k < bmap->n_eq; ++k) {
 857                         if (k == done)
 858                                 continue;
 859                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[k][1+last_var]))
 860                                 continue;
 861                         if (progress)
 862                                 *progress = 1;
 863                         isl_seq_elim(bmap->eq[k], bmap->eq[done],
 864                                         1+last_var, 1+total, NULL);
 865                 }
 866
 867                 for (k = 0; k < bmap->n_ineq; ++k) {
 868                         if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[k][1+last_var]))
 869                                 continue;
 870                         if (progress)
 871                                 *progress = 1;
 872                         isl_seq_elim(bmap->ineq[k], bmap->eq[done],
 873                                         1+last_var, 1+total, NULL);
 874                 }
 875
 876                 for (k = 0; k < bmap->n_div; ++k) {
 877                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
 878                                 continue;
 879                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][1+1+last_var]))
 880                                 continue;
 881                         if (progress)
 882                                 *progress = 1;
 883                         isl_seq_elim(bmap->div[k]+1, bmap->eq[done],
 884                                         1+last_var, 1+total, &bmap->div[k][0]);
 885                 }
 886
 887                 if (last_var >= total_var &&
 888                     isl_int_is_zero(bmap->div[last_var - total_var][0])) {
 889                         unsigned div = last_var - total_var;
 890                         isl_seq_neg(bmap->div[div]+1, bmap->eq[done], 1+total);
 891                         isl_int_set_si(bmap->div[div][1+1+last_var], 0);
 892                         isl_int_set(bmap->div[div][0],
 893                                     bmap->eq[done][1+last_var]);
 894                 }
 895         }
 896         if (done == bmap->n_eq)
 897                 return bmap;
 898         for (k = done; k < bmap->n_eq; ++k) {
 899                 if (isl_int_is_zero(bmap->eq[k][0]))
 900                         continue;
 901                 return isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 902         }
 903         isl_basic_map_free_equality(ctx, bmap, bmap->n_eq-done);
 904         return bmap;
 905 }
 906
 907 struct isl_basic_set *isl_basic_set_gauss(struct isl_ctx *ctx,
 908         struct isl_basic_set *bset, int *progress)
 909 {
 910         return (struct isl_basic_set*)isl_basic_map_gauss(ctx,
 911                         (struct isl_basic_map *)bset, progress);
 912 }
 913
 914 static unsigned int round_up(unsigned int v)
 915 {
 916         int old_v = v;
 917
 918         while (v) {
 919                 old_v = v;
 920                 v ^= v & -v;
 921         }
 922         return old_v << 1;
 923 }
 924
 925 static int hash_index(int *index, unsigned int size, int bits,
 926                         struct isl_basic_map *bmap, int k)
 927 {
 928         int h;
 929         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 930         u_int32_t hash = isl_seq_hash(bmap->ineq[k]+1, total, bits);
 931         for (h = hash; index[h]; h = (h+1) % size)
 932                 if (k != index[h]-1 &&
 933                     isl_seq_eq(bmap->ineq[k]+1,
 934                                bmap->ineq[index[h]-1]+1, total))
 935                         break;
 936         return h;
 937 }
 938
 939 static struct isl_basic_map *remove_duplicate_constraints(
 940         struct isl_ctx *ctx,
 941         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
 942 {
 943         unsigned int size;
 944         int *index;
 945         int k, l, h;
 946         int bits;
 947         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 948         isl_int sum;
 949
 950         if (bmap->n_ineq <= 1)
 951                 return bmap;
 952
 953         size = round_up(4 * (bmap->n_ineq+1) / 3 - 1);
 954         bits = ffs(size) - 1;
 955         index = isl_alloc_array(ctx, int, size);
 956         memset(index, 0, size * sizeof(int));
 957         if (!index)
 958                 return bmap;
 959
 960         index[isl_seq_hash(bmap->ineq[0]+1, total, bits)] = 1;
 961         for (k = 1; k < bmap->n_ineq; ++k) {
 962                 h = hash_index(index, size, bits, bmap, k);
 963                 if (!index[h]) {
 964                         index[h] = k+1;
 965                         continue;
 966                 }
 967                 *progress = 1;
 968                 l = index[h] - 1;
 969                 if (isl_int_lt(bmap->ineq[k][0], bmap->ineq[l][0]))
 970                         swap_inequality(bmap, k, l);
 971                 isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, k);
 972                 --k;
 973         }
 974         isl_int_init(sum);
 975         for (k = 0; k < bmap->n_ineq-1; ++k) {
 976                 isl_seq_neg(bmap->ineq[k]+1, bmap->ineq[k]+1, total);
 977                 h = hash_index(index, size, bits, bmap, k);
 978                 isl_seq_neg(bmap->ineq[k]+1, bmap->ineq[k]+1, total);
 979                 if (!index[h])
 980                         continue;
 981                 l = index[h] - 1;
 982                 isl_int_add(sum, bmap->ineq[k][0], bmap->ineq[l][0]);
 983                 if (isl_int_is_pos(sum))
 984                         continue;
 985                 if (isl_int_is_zero(sum)) {
 986                         /* We need to break out of the loop after these
 987                          * changes since the contents of the hash
 988                          * will no longer be valid.
 989                          * Plus, we probably we want to regauss first.
 990                          */
 991                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, l);
 992                         isl_basic_map_inequality_to_equality(ctx, bmap, k);
 993                 } else
 994                         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 995                 break;
 996         }
 997         isl_int_clear(sum);
 998
 999         free(index);
1000         return bmap;
1001 }
1002
1003 static struct isl_basic_map *remove_duplicate_divs(struct isl_ctx *ctx,
1004         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
1005 {
1006         unsigned int size;
1007         int *index;
1008         int k, l, h;
1009         int bits;
1010         struct isl_blk eq;
1011         unsigned total_var = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
1012         unsigned total = total_var + bmap->n_div;
1013
1014         if (bmap->n_div <= 1)
1015                 return bmap;
1016
1017         for (k = bmap->n_div - 1; k >= 0; --k)
1018                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
1019                         break;
1020         if (k <= 0)
1021                 return bmap;
1022
1023         size = round_up(4 * bmap->n_div / 3 - 1);
1024         bits = ffs(size) - 1;
1025         index = isl_alloc_array(ctx, int, size);
1026         memset(index, 0, size * sizeof(int));
1027         if (!index)
1028                 return bmap;
1029         eq = isl_blk_alloc(ctx, 1+total);
1030         if (isl_blk_is_error(eq))
1031                 goto out;
1032
1033         isl_seq_clr(eq.data, 1+total);
1034         index[isl_seq_hash(bmap->div[k], 2+total, bits)] = k + 1;
1035         for (--k; k >= 0; --k) {
1036                 u_int32_t hash;
1037
1038                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
1039                         continue;
1040
1041                 hash = isl_seq_hash(bmap->div[k], 2+total, bits);
1042                 for (h = hash; index[h]; h = (h+1) % size)
1043                         if (isl_seq_eq(bmap->div[k],
1044                                        bmap->div[index[h]-1], 2+total))
1045                                 break;
1046                 if (index[h]) {
1047                         *progress = 1;
1048                         l = index[h] - 1;
1049                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+k], -1);
1050                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+l], 1);
1051                         eliminate_div(ctx, bmap, eq.data, l);
1052                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+k], 0);
1053                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+l], 0);
1054                 }
1055                 index[h] = k+1;
1056         }
1057
1058         isl_blk_free(ctx, eq);
1059 out:
1060         free(index);
1061         return bmap;
1062 }
1063
1064 /* Elimininate divs based on equalities
1065  */
1066 static struct isl_basic_map *eliminate_divs_eq(
1067                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1068                 int *progress)
1069 {
1070         int d;
1071         int i;
1072         int modified = 0;
1073         unsigned off;
1074
1075         if (!bmap)
1076                 return NULL;
1077
1078         off = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
1079
1080         for (d = bmap->n_div - 1; d >= 0 ; --d) {
1081                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1082                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][off + d]) &&
1083                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][off + d]))
1084                                 continue;
1085                         modified = 1;
1086                         *progress = 1;
1087                         eliminate_div(ctx, bmap, bmap->eq[i], d);
1088                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
1089                         break;
1090                 }
1091         }
1092         if (modified)
1093                 return eliminate_divs_eq(ctx, bmap, progress);
1094         return bmap;
1095 }
1096
1097 static struct isl_basic_map *normalize_constraints(
1098                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
1099 {
1100         int i;
1101         isl_int gcd;
1102         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1103
1104         isl_int_init(gcd);
1105         for (i = bmap->n_eq - 1; i >= 0; --i) {
1106                 isl_seq_gcd(bmap->eq[i]+1, total, &gcd);
1107                 if (isl_int_is_zero(gcd)) {
1108                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][0])) {
1109                                 bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
1110                                 break;
1111                         }
1112                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
1113                         continue;
1114                 }
1115                 if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
1116                         isl_int_gcd(gcd, gcd, bmap->eq[i][0]);
1117                 if (isl_int_is_one(gcd))
1118                         continue;
1119                 if (!isl_int_is_divisible_by(bmap->eq[i][0], gcd)) {
1120                         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
1121                         break;
1122                 }
1123                 isl_seq_scale_down(bmap->eq[i], bmap->eq[i], gcd, 1+total);
1124         }
1125
1126         for (i = bmap->n_ineq - 1; i >= 0; --i) {
1127                 isl_seq_gcd(bmap->ineq[i]+1, total, &gcd);
1128                 if (isl_int_is_zero(gcd)) {
1129                         if (isl_int_is_neg(bmap->ineq[i][0])) {
1130                                 bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
1131                                 break;
1132                         }
1133                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, i);
1134                         continue;
1135                 }
1136                 if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
1137                         isl_int_gcd(gcd, gcd, bmap->ineq[i][0]);
1138                 if (isl_int_is_one(gcd))
1139                         continue;
1140                 isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[i][0], bmap->ineq[i][0], gcd);
1141                 isl_seq_scale_down(bmap->ineq[i]+1, bmap->ineq[i]+1, gcd, total);
1142         }
1143         isl_int_clear(gcd);
1144
1145         return bmap;
1146 }
1147
1148
1149 /* Eliminate the specified variables from the constraints using
1150  * Fourier-Motzkin.  The variables themselves are not removed.
1151  */
1152 struct isl_basic_map *isl_basic_map_eliminate_vars(struct isl_ctx *ctx,
1153         struct isl_basic_map *bmap, int pos, unsigned n)
1154 {
1155         int d;
1156         int i, j, k;
1157         unsigned total;
1158         unsigned extra;
1159
1160         if (!bmap)
1161                 return NULL;
1162         total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1163         extra = bmap->extra - bmap->n_div;
1164
1165         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1166         bmap = isl_basic_map_gauss(ctx, bmap, NULL);
1167         for (d = pos + n - 1; d >= pos; --d) {
1168                 int n_lower, n_upper;
1169                 if (!bmap)
1170                         return NULL;
1171                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1172                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
1173                                 continue;
1174                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
1175                         break;
1176                 }
1177                 if (i < bmap->n_eq)
1178                         continue;
1179                 n_lower = 0;
1180                 n_upper = 0;
1181                 for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1182                         if (isl_int_is_pos(bmap->ineq[i][1+d]))
1183                                 n_lower++;
1184                         else if (isl_int_is_neg(bmap->ineq[i][1+d]))
1185                                 n_upper++;
1186                 }
1187                 bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1188                                 bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 0,
1189                                 0, n_lower * n_upper);
1190                 for (i = bmap->n_ineq - 1; i >= 0; --i) {
1191                         int last;
1192                         if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1+d]))
1193                                 continue;
1194                         last = -1;
1195                         for (j = 0; j < i; ++j) {
1196                                 if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[j][1+d]))
1197                                         continue;
1198                                 last = j;
1199                                 if (isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1+d]) ==
1200                                     isl_int_sgn(bmap->ineq[j][1+d]))
1201                                         continue;
1202                                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1203                                 if (k < 0)
1204                                         goto error;
1205                                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], bmap->ineq[i],
1206                                                 1+total);
1207                                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+total, extra);
1208                                 isl_seq_elim(bmap->ineq[k], bmap->ineq[j],
1209                                                 1+d, 1+total, NULL);
1210                         }
1211                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, i);
1212                         i = last + 1;
1213                 }
1214                 if (n_lower > 0 && n_upper > 0) {
1215                         bmap = normalize_constraints(ctx, bmap);
1216                         bmap = isl_basic_map_gauss(ctx, bmap, NULL);
1217                         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
1218                                 break;
1219                 }
1220         }
1221         return bmap;
1222 error:
1223         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1224         return NULL;
1225 }
1226
1227 struct isl_basic_set *isl_basic_set_eliminate_vars(struct isl_ctx *ctx,
1228         struct isl_basic_set *bset, unsigned pos, unsigned n)
1229 {
1230         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_eliminate_vars(ctx,
1231                         (struct isl_basic_map *)bset, pos, n);
1232 }
1233
1234 /* Elimininate divs based on inequalities
1235  */
1236 static struct isl_basic_map *eliminate_divs_ineq(
1237                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1238                 int *progress)
1239 {
1240         int d;
1241         int i;
1242         unsigned off;
1243
1244         if (!bmap)
1245                 return NULL;
1246
1247         off = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
1248
1249         for (d = bmap->n_div - 1; d >= 0 ; --d) {
1250                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1251                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][off + d]))
1252                                 break;
1253                 if (i < bmap->n_eq)
1254                         continue;
1255                 for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1256                         if (isl_int_abs_gt(bmap->ineq[i][off + d], ctx->one))
1257                                 break;
1258                 if (i < bmap->n_ineq)
1259                         continue;
1260                 *progress = 1;
1261                 bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(ctx, bmap, (off-1)+d, 1);
1262                 if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
1263                         break;
1264                 bmap = isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, d);
1265                 if (!bmap)
1266                         break;
1267         }
1268         return bmap;
1269 }
1270
1271 struct isl_basic_map *isl_basic_map_simplify(
1272                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
1273 {
1274         int progress = 1;
1275         if (!bmap)
1276                 return NULL;
1277         while (progress) {
1278                 progress = 0;
1279                 bmap = normalize_constraints(ctx, bmap);
1280                 bmap = eliminate_divs_eq(ctx, bmap, &progress);
1281                 bmap = eliminate_divs_ineq(ctx, bmap, &progress);
1282                 bmap = isl_basic_map_gauss(ctx, bmap, &progress);
1283                 bmap = remove_duplicate_divs(ctx, bmap, &progress);
1284                 bmap = remove_duplicate_constraints(ctx, bmap, &progress);
1285         }
1286         return bmap;
1287 }
1288
1289 struct isl_basic_set *isl_basic_set_simplify(
1290                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
1291 {
1292         return (struct isl_basic_set *)
1293                 isl_basic_map_simplify(ctx,
1294                         (struct isl_basic_map *)bset);
1295 }
1296
1297 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1298                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1299 {
1300         unsigned in = bmap->n_in;
1301         unsigned dim = bmap->n_in + bmap->n_out;
1302         if (!pos)
1303                 isl_int_print(out, c);
1304         else {
1305                 if (!isl_int_is_one(c))
1306                         isl_int_print(out, c);
1307                 if (pos < 1 + bmap->nparam)
1308                         fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1309                 else if (pos < 1 + bmap->nparam + in)
1310                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - bmap->nparam);
1311                 else if (pos < 1 + bmap->nparam + dim)
1312                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - bmap->nparam - in);
1313                 else
1314                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - bmap->nparam - dim);
1315         }
1316 }
1317
1318 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1319                                 int sign, FILE *out)
1320 {
1321         int i;
1322         int first;
1323         unsigned len = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1324         isl_int v;
1325
1326         isl_int_init(v);
1327         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1328                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1329                         continue;
1330                 if (!first)
1331                         fprintf(out, " + ");
1332                 first = 0;
1333                 isl_int_abs(v, c[i]);
1334                 dump_term(bmap, v, i, out);
1335         }
1336         isl_int_clear(v);
1337         if (first)
1338                 fprintf(out, "0");
1339 }
1340
1341 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1342                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1343 {
1344         int i;
1345
1346         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1347
1348         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1349         fprintf(out, " %s ", op);
1350         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1351
1352         fprintf(out, "\n");
1353
1354         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1355                 if (isl_int_is_zero(c[1+bmap->nparam+bmap->n_in+bmap->n_out+i]))
1356                         continue;
1357                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1358                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1359         }
1360 }
1361
1362 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1363                                 isl_int **c, unsigned n,
1364                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1365 {
1366         int i;
1367
1368         for (i = 0; i < n; ++i)
1369                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1370 }
1371
1372 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1373 {
1374         int j;
1375         int first = 1;
1376         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1377
1378         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1379                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1380                         continue;
1381                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1382                         fprintf(out, "+");
1383                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1384                 first = 0;
1385         }
1386 }
1387
1388 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1389 {
1390         int i;
1391
1392         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1393         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1394
1395         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1396                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1397                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1398                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1399                 fprintf(out, ")/");
1400                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0]);
1401                 fprintf(out, "]\n");
1402         }
1403 }
1404
1405 void isl_basic_set_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1406                                 FILE *out, int indent)
1407 {
1408         if (!bset) {
1409                 fprintf(out, "null basic set\n");
1410                 return;
1411         }
1412
1413         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1414         fprintf(out, "nparam: %d, dim: %d, extra: %d\n",
1415                         bset->nparam, bset->dim, bset->extra);
1416         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1417 }
1418
1419 void isl_basic_map_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1420                                 FILE *out, int indent)
1421 {
1422         if (!bmap) {
1423                 fprintf(out, "null basic map\n");
1424                 return;
1425         }
1426
1427         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1428         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1429                 bmap->ref,
1430                 bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, bmap->extra, bmap->flags);
1431         dump(bmap, out, indent);
1432 }
1433
1434 int isl_inequality_negate(struct isl_ctx *ctx,
1435                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1436 {
1437         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1438         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1439         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1440         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1441         return 0;
1442 }
1443
1444 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1445                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1446 {
1447         struct isl_set *set;
1448
1449         set = isl_alloc(ctx, struct isl_set,
1450                         sizeof(struct isl_set) +
1451                         n * sizeof(struct isl_basic_set *));
1452         if (!set)
1453                 return NULL;
1454
1455         set->ref = 1;
1456         set->size = n;
1457         set->n = 0;
1458         set->nparam = nparam;
1459         set->zero = 0;
1460         set->dim = dim;
1461         set->flags = flags;
1462         return set;
1463 }
1464
1465 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
1466 {
1467         int i;
1468         struct isl_set *dup;
1469
1470         dup = isl_set_alloc(ctx, set->nparam, set->dim, set->n, set->flags);
1471         if (!dup)
1472                 return NULL;
1473         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1474                 dup = isl_set_add(ctx, dup,
1475                                   isl_basic_set_dup(ctx, set->p[i]));
1476         return dup;
1477 }
1478
1479 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_ctx *ctx,
1480                                 struct isl_basic_set *bset)
1481 {
1482         struct isl_set *set;
1483
1484         set = isl_set_alloc(ctx, bset->nparam, bset->dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1485         if (!set) {
1486                 isl_basic_set_free(ctx, bset);
1487                 return NULL;
1488         }
1489         return isl_set_add(ctx, set, bset);
1490 }
1491
1492 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_ctx *ctx,
1493                                 struct isl_basic_map *bmap)
1494 {
1495         struct isl_map *map;
1496
1497         map = isl_map_alloc(ctx, bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 1,
1498                                 ISL_MAP_DISJOINT);
1499         if (!map) {
1500                 isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1501                 return NULL;
1502         }
1503         return isl_map_add(ctx, map, bmap);
1504 }
1505
1506 struct isl_set *isl_set_add(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
1507                                 struct isl_basic_set *bset)
1508 {
1509         if (!bset || !set)
1510                 goto error;
1511         isl_assert(ctx, set->nparam == bset->nparam, goto error);
1512         isl_assert(ctx, set->dim == bset->dim, goto error);
1513         isl_assert(ctx, set->n < set->size, goto error);
1514         set->p[set->n] = bset;
1515         set->n++;
1516         return set;
1517 error:
1518         if (set)
1519                 isl_set_free(ctx, set);
1520         if (bset)
1521                 isl_basic_set_free(ctx, bset);
1522         return NULL;
1523 }
1524
1525 void isl_set_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
1526 {
1527         int i;
1528
1529         if (!set)
1530                 return;
1531
1532         if (--set->ref > 0)
1533                 return;
1534
1535         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1536                 isl_basic_set_free(ctx, set->p[i]);
1537         free(set);
1538 }
1539
1540 void isl_set_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set, FILE *out,
1541                   int indent)
1542 {
1543         int i;
1544
1545         if (!set) {
1546                 fprintf(out, "null set\n");
1547                 return;
1548         }
1549
1550         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1551         fprintf(out, "ref: %d, n: %d\n", set->ref, set->n);
1552         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1553                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1554                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1555                 isl_basic_set_dump(ctx, set->p[i], out, indent+4);
1556         }
1557 }
1558
1559 void isl_map_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map, FILE *out,
1560                   int indent)
1561 {
1562         int i;
1563
1564         if (!map) {
1565                 fprintf(out, "null map\n");
1566                 return;
1567         }
1568
1569         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1570         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d\n",
1571                         map->ref, map->n, map->nparam, map->n_in, map->n_out);
1572         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1573                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1574                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1575                 isl_basic_map_dump(ctx, map->p[i], out, indent+4);
1576         }
1577 }
1578
1579 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1580                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1581                 struct isl_basic_set *bset)
1582 {
1583         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1584
1585         if (!bmap || !bset)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(ctx, bset->dim == bmap->n_in, goto error);
1589         isl_assert(ctx, bset->nparam == bmap->nparam, goto error);
1590
1591         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1592                         bset->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out,
1593                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1594         if (!bmap)
1595                 goto error;
1596         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset,
1597                                                 bset->dim, 0);
1598         bmap = add_constraints(ctx, bmap, bmap_domain, 0, 0);
1599
1600         bmap = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap);
1601         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1602 error:
1603         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1604         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1605         return NULL;
1606 }
1607
1608 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1609                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1610                 struct isl_basic_set *bset)
1611 {
1612         struct isl_basic_map *bmap_range;
1613
1614         if (!bmap || !bset)
1615                 goto error;
1616
1617         isl_assert(ctx, bset->dim == bmap->n_out, goto error);
1618         isl_assert(ctx, bset->nparam == bmap->nparam, goto error);
1619
1620         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1621                         bset->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out,
1622                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1623         if (!bmap)
1624                 goto error;
1625         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset,
1626                                                 0, bset->dim);
1627         bmap = add_constraints(ctx, bmap, bmap_range, 0, 0);
1628
1629         bmap = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap);
1630         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1631 error:
1632         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1633         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1634         return NULL;
1635 }
1636
1637 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1638                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1639                 struct isl_basic_map *bmap2)
1640 {
1641         if (!bmap1 || !bmap2)
1642                 goto error;
1643
1644         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1645         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
1646         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_out, goto error);
1647
1648         bmap1 = isl_basic_map_extend(ctx, bmap1,
1649                         bmap1->nparam, bmap1->n_in, bmap1->n_out,
1650                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1651         if (!bmap1)
1652                 goto error;
1653         bmap1 = add_constraints(ctx, bmap1, bmap2, 0, 0);
1654
1655         bmap1 = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap1);
1656         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap1);
1657 error:
1658         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1659         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1660         return NULL;
1661 }
1662
1663 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1664                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset1,
1665                 struct isl_basic_set *bset2)
1666 {
1667         return (struct isl_basic_set *)
1668                 isl_basic_map_intersect(ctx,
1669                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1670                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1671 }
1672
1673 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
1674                 struct isl_map *map2)
1675 {
1676         unsigned flags = 0;
1677         struct isl_map *result;
1678         int i, j;
1679
1680         if (!map1 || !map2)
1681                 goto error;
1682
1683         if (F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
1684             F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
1685                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
1686
1687         result = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map1->n_out,
1688                                 map1->n * map2->n, flags);
1689         if (!result)
1690                 goto error;
1691         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
1692                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
1693                         struct isl_basic_map *part;
1694                         part = isl_basic_map_intersect(ctx,
1695                                     isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]),
1696                                     isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[j]));
1697                         if (isl_basic_map_is_empty(ctx, part))
1698                                 isl_basic_map_free(ctx, part);
1699                         else
1700                                 result = isl_map_add(ctx, result, part);
1701                         if (!result)
1702                                 goto error;
1703                 }
1704         isl_map_free(ctx, map1);
1705         isl_map_free(ctx, map2);
1706         return result;
1707 error:
1708         isl_map_free(ctx, map1);
1709         isl_map_free(ctx, map2);
1710         return NULL;
1711 }
1712
1713 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_ctx *ctx,
1714                 struct isl_basic_map *bmap)
1715 {
1716         struct isl_basic_set *bset;
1717         unsigned in;
1718
1719         if (!bmap)
1720                 return NULL;
1721         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1722         if (!bmap)
1723                 return NULL;
1724         in = bmap->n_in;
1725         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
1726         bset = isl_basic_set_swap_vars(ctx, bset, in);
1727         return isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, bset->dim-in, in);
1728 }
1729
1730 /* Turn final n dimensions into existentially quantified variables.
1731  */
1732 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1733                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1734                 unsigned n, unsigned flags)
1735 {
1736         int i;
1737         size_t row_size;
1738         isl_int **new_div;
1739         isl_int *old;
1740
1741         if (!bset)
1742                 return NULL;
1743
1744         isl_assert(ctx, n <= bset->dim, goto error);
1745
1746         if (n == 0)
1747                 return bset;
1748
1749         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
1750
1751         row_size = 1 + bset->nparam + bset->dim + bset->extra;
1752         old = bset->block2.data;
1753         bset->block2 = isl_blk_extend(ctx, bset->block2,
1754                                         (bset->extra + n) * (1 + row_size));
1755         if (!bset->block2.data)
1756                 goto error;
1757         new_div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, bset->extra + n);
1758         if (!new_div)
1759                 goto error;
1760         for (i = 0; i < n; ++i) {
1761                 new_div[i] = bset->block2.data +
1762                                 (bset->extra + i) * (1 + row_size);
1763                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
1764         }
1765         for (i = 0; i < bset->extra; ++i)
1766                 new_div[n + i] = bset->block2.data + (bset->div[i] - old);
1767         free(bset->div);
1768         bset->div = new_div;
1769         bset->n_div += n;
1770         bset->extra += n;
1771         bset->dim -= n;
1772         bset = isl_basic_set_simplify(ctx, bset);
1773         return isl_basic_set_finalize(ctx, bset);
1774 error:
1775         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1776         return NULL;
1777 }
1778
1779 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1780                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1781                 struct isl_basic_map *bmap2)
1782 {
1783         struct isl_basic_set *bset;
1784         unsigned n_in, n_out;
1785
1786         if (!bmap1 || !bmap2)
1787                 goto error;
1788
1789         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_in, goto error);
1790         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1791
1792         n_in = bmap1->n_in;
1793         n_out = bmap2->n_out;
1794
1795         bmap2 = isl_basic_map_reverse(ctx, bmap2);
1796         if (!bmap2)
1797                 goto error;
1798         bmap1 = isl_basic_map_extend(ctx, bmap1, bmap1->nparam,
1799                         bmap1->n_in + bmap2->n_in, bmap1->n_out,
1800                         bmap2->extra, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1801         if (!bmap1)
1802                 goto error;
1803         bmap1 = add_constraints(ctx, bmap1, bmap2, bmap1->n_in - bmap2->n_in, 0);
1804         bmap1 = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap1);
1805         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap1);
1806         bset = isl_basic_set_project_out(ctx, bset,
1807                                                 bset->dim - (n_in + n_out), 0);
1808         return isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, n_in, n_out);
1809 error:
1810         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1811         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1812         return NULL;
1813 }
1814
1815 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1816                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1817                 struct isl_basic_map *bmap2)
1818 {
1819         if (!bmap1 || !bmap2)
1820                 goto error;
1821
1822         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
1823         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1824
1825         bmap1 = isl_basic_map_reverse(ctx, bmap1);
1826         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(ctx, bmap1, bmap2);
1827         return isl_basic_map_reverse(ctx, bmap1);
1828 error:
1829         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1830         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1831         return NULL;
1832 }
1833
1834 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_ctx *ctx,
1835                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1836 {
1837         int i;
1838         i = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
1839         if (i < 0)
1840                 goto error;
1841         isl_seq_clr(bmap->eq[i],
1842                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1843         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+bmap->nparam+pos], -1);
1844         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], 1);
1845         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1846 error:
1847         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1848         return NULL;
1849 }
1850
1851 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_ctx *ctx,
1852                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1853 {
1854         int i;
1855         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1856         if (i < 0)
1857                 goto error;
1858         isl_seq_clr(bmap->ineq[i],
1859                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1860         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
1861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+pos], -1);
1862         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], 1);
1863         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1864 error:
1865         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1866         return NULL;
1867 }
1868
1869 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_ctx *ctx,
1870                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1871 {
1872         int i;
1873         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1874         if (i < 0)
1875                 goto error;
1876         isl_seq_clr(bmap->ineq[i],
1877                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1878         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
1879         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+pos], 1);
1880         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], -1);
1881         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1882 error:
1883         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1884         return NULL;
1885 }
1886
1887 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_ctx *ctx,
1888                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned n_equal)
1889 {
1890         int i;
1891         struct isl_basic_map *bmap;
1892         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, n_equal, 0);
1893         if (!bmap)
1894                 return NULL;
1895         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
1896                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1897         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1898 }
1899
1900 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_ctx *ctx,
1901                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned pos)
1902 {
1903         int i;
1904         struct isl_basic_map *bmap;
1905         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, pos, 1);
1906         if (!bmap)
1907                 return NULL;
1908         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
1909                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1910         if (bmap)
1911                 bmap = var_less(ctx, bmap, pos);
1912         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1913 }
1914
1915 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_ctx *ctx,
1916                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned pos)
1917 {
1918         int i;
1919         struct isl_basic_map *bmap;
1920         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, pos, 1);
1921         if (!bmap)
1922                 return NULL;
1923         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
1924                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1925         if (bmap)
1926                 bmap = var_more(ctx, bmap, pos);
1927         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1928 }
1929
1930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
1931                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1932                 unsigned n_in, unsigned n_out)
1933 {
1934         struct isl_basic_map *bmap;
1935
1936         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
1937         if (!bset)
1938                 return NULL;
1939
1940         isl_assert(ctx, bset->dim == n_in + n_out, goto error);
1941         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
1942         bmap->n_in = n_in;
1943         bmap->n_out = n_out;
1944         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1945 error:
1946         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1947         return NULL;
1948 }
1949
1950 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(
1951                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
1952 {
1953         if (!bmap)
1954                 goto error;
1955         if (bmap->n_in == 0)
1956                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
1957         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1958         if (!bmap)
1959                 goto error;
1960         bmap->n_out += bmap->n_in;
1961         bmap->n_in = 0;
1962         bmap = isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1963         return (struct isl_basic_set *)bmap;
1964 error:
1965         return NULL;
1966 }
1967
1968 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
1969  *
1970  *              f - m d >= 0
1971  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
1972  *
1973  * Note that the second constraint is the negation of
1974  *
1975  *              f - m d >= n
1976  */
1977 static int add_div_constraints(struct isl_ctx *ctx,
1978                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
1979 {
1980         int i, j;
1981         unsigned div_pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
1982         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra;
1983
1984         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1985         if (i < 0)
1986                 return -1;
1987         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, 1+total);
1988         isl_int_neg(bmap->ineq[i][div_pos], bmap->div[div][0]);
1989
1990         j = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1991         if (j < 0)
1992                 return -1;
1993         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
1994         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][div_pos]);
1995         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
1996         return j;
1997 }
1998
1999 static struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
2000                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
2001 {
2002         if (!bmap)
2003                 goto error;
2004         if (bmap->nparam == 0 && bmap->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
2005                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
2006         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
2007         if (!bmap)
2008                 goto error;
2009         bmap->n_out += bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_div;
2010         bmap->nparam = 0;
2011         bmap->n_in = 0;
2012         bmap->extra -= bmap->n_div;
2013         bmap->n_div = 0;
2014         bmap = isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2015         return (struct isl_basic_set *)bmap;
2016 error:
2017         return NULL;
2018 }
2019
2020 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
2021         struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
2022         struct isl_basic_map *like)
2023 {
2024         struct isl_basic_map *bmap;
2025         unsigned total;
2026         int i, k;
2027
2028         if (!bset || !like)
2029                 goto error;
2030         isl_assert(ctx, bset->dim ==
2031                         like->nparam + like->n_in + like->n_out + like->n_div,
2032                         goto error);
2033         if (like->nparam == 0 && like->n_in == 0 && like->n_div == 0) {
2034                 isl_basic_map_free(ctx, like);
2035                 return (struct isl_basic_map *)bset;
2036         }
2037         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
2038         total = bset->dim + bset->extra;
2039         if (!bset)
2040                 goto error;
2041         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
2042         bmap->nparam = like->nparam;
2043         bmap->n_in = like->n_in;
2044         bmap->n_out = like->n_out;
2045         bmap->extra += like->n_div;
2046         if (bmap->extra) {
2047                 unsigned ltotal;
2048                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
2049                 if (ltotal > total)
2050                         ltotal = total;
2051                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
2052                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
2053                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
2054                         goto error;
2055                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
2056                                                 bmap->extra);
2057                 if (!bmap->div)
2058                         goto error;
2059                 bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap, bmap->nparam,
2060                         bmap->n_in, bmap->n_out, 0, 0, 2 * like->n_div);
2061                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2062                         k = isl_basic_map_alloc_div(ctx, bmap);
2063                         if (k < 0)
2064                                 goto error;
2065                         isl_seq_cpy(bmap->div[k], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
2066                         isl_seq_clr(bmap->div[k]+1+1+ltotal, total - ltotal);
2067                         if (add_div_constraints(ctx, bmap, k) < 0)
2068                                 goto error;
2069                 }
2070         }
2071         isl_basic_map_free(ctx, like);
2072         bmap = isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2073         return bmap;
2074 error:
2075         isl_basic_map_free(ctx, like);
2076         isl_basic_set_free(ctx, bset);
2077         return NULL;
2078 }
2079
2080 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2081 {
2082         int i;
2083
2084         map = isl_map_align_divs(ctx, map);
2085         map = isl_map_cow(ctx, map);
2086         if (!map)
2087                 return NULL;
2088
2089         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2090                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
2091                                 isl_basic_map_underlying_set(ctx, map->p[i]);
2092                 if (!map->p[i])
2093                         goto error;
2094         }
2095         if (map->n == 0)
2096                 map->n_out += map->nparam + map->n_in;
2097         else
2098                 map->n_out = map->p[0]->n_out;
2099         map->nparam = 0;
2100         map->n_in = 0;
2101         return (struct isl_set *)map;
2102 error:
2103         isl_map_free(ctx, map);
2104         return NULL;
2105 }
2106
2107 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_ctx *ctx,
2108                 struct isl_basic_map *bmap)
2109 {
2110         struct isl_basic_set *domain;
2111         unsigned n_out;
2112         if (!bmap)
2113                 return NULL;
2114         n_out = bmap->n_out;
2115         domain = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
2116         return isl_basic_set_project_out(ctx, domain, n_out, 0);
2117 }
2118
2119 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_ctx *ctx,
2120                 struct isl_basic_map *bmap)
2121 {
2122         return isl_basic_map_domain(ctx,
2123                         isl_basic_map_reverse(ctx, bmap));
2124 }
2125
2126 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2127 {
2128         int i;
2129         struct isl_set *set;
2130
2131         if (!map)
2132                 goto error;
2133         map = isl_map_cow(ctx, map);
2134         if (!map)
2135                 goto error;
2136
2137         set = (struct isl_set *) map;
2138         set->zero = 0;
2139         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2140                 set->p[i] = isl_basic_map_range(ctx, map->p[i]);
2141                 if (!set->p[i])
2142                         goto error;
2143         }
2144         F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2145         return set;
2146 error:
2147         isl_map_free(ctx, map);
2148         return NULL;
2149 }
2150
2151 struct isl_map *isl_map_from_set(
2152                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
2153                 unsigned n_in, unsigned n_out)
2154 {
2155         int i;
2156         struct isl_map *map = NULL;
2157
2158         if (!set)
2159                 return NULL;
2160         isl_assert(ctx, set->dim == n_in + n_out, goto error);
2161         set = isl_set_cow(ctx, set);
2162         if (!set)
2163                 return NULL;
2164         map = (struct isl_map *)set;
2165         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2166                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(ctx,
2167                                 set->p[i], n_in, n_out);
2168                 if (!map->p[i])
2169                         goto error;
2170         }
2171         map->n_in = n_in;
2172         map->n_out = n_out;
2173         return map;
2174 error:
2175         isl_set_free(ctx, set);
2176         return NULL;
2177 }
2178
2179 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2180                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
2181                 unsigned flags)
2182 {
2183         struct isl_map *map;
2184
2185         map = isl_alloc(ctx, struct isl_map,
2186                         sizeof(struct isl_map) +
2187                         n * sizeof(struct isl_basic_map *));
2188         if (!map)
2189                 return NULL;
2190
2191         map->ref = 1;
2192         map->size = n;
2193         map->n = 0;
2194         map->nparam = nparam;
2195         map->n_in = in;
2196         map->n_out = out;
2197         map->flags = flags;
2198         return map;
2199 }
2200
2201 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_ctx *ctx,
2202                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
2203 {
2204         struct isl_basic_map *bmap;
2205         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, 1, 0);
2206         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
2207         return bmap;
2208 }
2209
2210 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_ctx *ctx,
2211                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
2212 {
2213         struct isl_basic_map *bmap;
2214         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, 0, 0);
2215         return bmap;
2216 }
2217
2218 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_ctx *ctx,
2219                 unsigned nparam, unsigned dim)
2220 {
2221         struct isl_basic_set *bset;
2222         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, nparam, dim, 0, 0, 0);
2223         return bset;
2224 }
2225
2226 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_ctx *ctx,
2227                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
2228 {
2229         return isl_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2230 }
2231
2232 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_ctx *ctx,
2233                 unsigned nparam, unsigned dim)
2234 {
2235         return isl_set_alloc(ctx, nparam, dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2236 }
2237
2238 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2239 {
2240         int i;
2241         struct isl_map *dup;
2242
2243         dup = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out, map->n,
2244                                 map->flags);
2245         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2246                 dup = isl_map_add(ctx, dup,
2247                                   isl_basic_map_dup(ctx, map->p[i]));
2248         return dup;
2249 }
2250
2251 struct isl_map *isl_map_add(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2252                                 struct isl_basic_map *bmap)
2253 {
2254         if (!bmap || !map)
2255                 goto error;
2256         isl_assert(ctx, map->nparam == bmap->nparam, goto error);
2257         isl_assert(ctx, map->n_in == bmap->n_in, goto error);
2258         isl_assert(ctx, map->n_out == bmap->n_out, goto error);
2259         isl_assert(ctx, map->n < map->size, goto error);
2260         map->p[map->n] = bmap;
2261         map->n++;
2262         return map;
2263 error:
2264         if (map)
2265                 isl_map_free(ctx, map);
2266         if (bmap)
2267                 isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2268         return NULL;
2269 }
2270
2271 void isl_map_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2272 {
2273         int i;
2274
2275         if (!map)
2276                 return;
2277
2278         if (--map->ref > 0)
2279                 return;
2280
2281         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2282                 isl_basic_map_free(ctx, map->p[i]);
2283         free(map);
2284 }
2285
2286 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *base,
2287                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
2288 {
2289         int i;
2290
2291         base = isl_map_cow(ctx, base);
2292         if (!base)
2293                 return NULL;
2294
2295         isl_assert(ctx, base->nparam <= nparam, goto error);
2296         isl_assert(ctx, base->n_in <= n_in, goto error);
2297         isl_assert(ctx, base->n_out <= n_out, goto error);
2298         base->nparam = nparam;
2299         base->n_in = n_in;
2300         base->n_out = n_out;
2301         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
2302                 base->p[i] = isl_basic_map_extend(ctx, base->p[i],
2303                                 nparam, n_in, n_out, 0, 0, 0);
2304                 if (!base->p[i])
2305                         goto error;
2306         }
2307         return base;
2308 error:
2309         isl_map_free(ctx, base);
2310         return NULL;
2311 }
2312
2313 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_ctx *ctx,
2314                 struct isl_basic_map *bmap,
2315                 unsigned input, int value)
2316 {
2317         int j;
2318
2319         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
2320         if (!bmap)
2321                 return NULL;
2322         isl_assert(ctx, input < bmap->n_in, goto error);
2323
2324         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
2325                         bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 0, 1, 0);
2326         j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
2327         if (j < 0)
2328                 goto error;
2329         isl_seq_clr(bmap->eq[j],
2330                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
2331         isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+bmap->nparam+input], -1);
2332         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
2333         bmap = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap);
2334         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2335 error:
2336         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2337         return NULL;
2338 }
2339
2340 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2341                 unsigned input, int value)
2342 {
2343         int i;
2344
2345         map = isl_map_cow(ctx, map);
2346         if (!map)
2347                 return NULL;
2348
2349         isl_assert(ctx, input < map->n_in, goto error);
2350         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2351                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_input_si(ctx, map->p[i],
2352                                                                 input, value);
2353                 if (!map->p[i])
2354                         goto error;
2355         }
2356         return map;
2357 error:
2358         isl_map_free(ctx, map);
2359         return NULL;
2360 }
2361
2362 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2363 {
2364         int i;
2365         unsigned t;
2366
2367         map = isl_map_cow(ctx, map);
2368         if (!map)
2369                 return NULL;
2370
2371         t = map->n_in;
2372         map->n_in = map->n_out;
2373         map->n_out = t;
2374         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2375                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(ctx, map->p[i]);
2376                 if (!map->p[i])
2377                         goto error;
2378         }
2379         return map;
2380 error:
2381         isl_map_free(ctx, map);
2382         return NULL;
2383 }
2384
2385 struct isl_map *isl_basic_map_lexmax(struct isl_ctx *ctx,
2386                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
2387                 struct isl_set **empty)
2388 {
2389         return isl_pip_basic_map_lexmax(ctx, bmap, dom, empty);
2390 }
2391
2392 struct isl_map *isl_basic_map_lexmin(struct isl_ctx *ctx,
2393                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
2394                 struct isl_set **empty)
2395 {
2396         return isl_pip_basic_map_lexmin(ctx, bmap, dom, empty);
2397 }
2398
2399 struct isl_set *isl_basic_set_lexmin(struct isl_ctx *ctx,
2400                 struct isl_basic_set *bset)
2401 {
2402         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2403         struct isl_basic_set *dom = NULL;
2404         struct isl_map *min;
2405
2406         if (!bset)
2407                 goto error;
2408         bmap = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, 0, bset->dim);
2409         if (!bmap)
2410                 goto error;
2411         dom = isl_basic_set_alloc(ctx, bmap->nparam, 0, 0, 0, 0);
2412         if (!dom)
2413                 goto error;
2414         min = isl_basic_map_lexmin(ctx, bmap, dom, NULL);
2415         return isl_map_range(ctx, min);
2416 error:
2417         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2418         return NULL;
2419 }
2420
2421 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_ctx *ctx,
2422                 struct isl_basic_map *bmap)
2423 {
2424         if (!bmap)
2425                 return NULL;
2426         if (bmap->n_div == 0)
2427                 return isl_map_from_basic_map(ctx, bmap);
2428         return isl_pip_basic_map_compute_divs(ctx, bmap);
2429 }
2430
2431 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2432 {
2433         int i;
2434         struct isl_map *res;
2435
2436         if (!map)
2437                 return NULL;
2438         if (map->n == 0)
2439                 return map;
2440         res = isl_basic_map_compute_divs(ctx,
2441                 isl_basic_map_copy(ctx, map->p[0]));
2442         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
2443                 struct isl_map *r2;
2444                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(ctx,
2445                         isl_basic_map_copy(ctx, map->p[i]));
2446                 if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
2447                         res = isl_map_union_disjoint(ctx, res, r2);
2448                 else
2449                         res = isl_map_union(ctx, res, r2);
2450         }
2451         isl_map_free(ctx, map);
2452
2453         return res;
2454 }
2455
2456 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_ctx *ctx,
2457                 struct isl_basic_set *bset)
2458 {
2459         return (struct isl_set *)
2460                 isl_basic_map_compute_divs(ctx,
2461                         (struct isl_basic_map *)bset);
2462 }
2463
2464 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2465 {
2466         int i;
2467         struct isl_set *set;
2468
2469         if (!map)
2470                 goto error;
2471
2472         map = isl_map_cow(ctx, map);
2473         if (!map)
2474                 return NULL;
2475
2476         set = (struct isl_set *)map;
2477         set->dim = map->n_in;
2478         set->zero = 0;
2479         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2480                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(ctx, map->p[i]);
2481                 if (!set->p[i])
2482                         goto error;
2483         }
2484         F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2485         return set;
2486 error:
2487         isl_map_free(ctx, map);
2488         return NULL;
2489 }
2490
2491 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(struct isl_ctx *ctx,
2492                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2493 {
2494         int i;
2495         unsigned flags = 0;
2496         struct isl_map *map = NULL;
2497
2498         if (!map1 || !map2)
2499                 goto error;
2500
2501         if (map1->n == 0) {
2502                 isl_map_free(ctx, map1);
2503                 return map2;
2504         }
2505         if (map2->n == 0) {
2506                 isl_map_free(ctx, map2);
2507                 return map1;
2508         }
2509
2510         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
2511         isl_assert(ctx, map1->n_in == map2->n_in, goto error);
2512         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_out, goto error);
2513
2514         if (F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2515             F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2516                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2517
2518         map = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map1->n_out,
2519                                 map1->n + map2->n, flags);
2520         if (!map)
2521                 goto error;
2522         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
2523                 map = isl_map_add(ctx, map,
2524                                   isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]));
2525                 if (!map)
2526                         goto error;
2527         }
2528         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
2529                 map = isl_map_add(ctx, map,
2530                                   isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[i]));
2531                 if (!map)
2532                         goto error;
2533         }
2534         isl_map_free(ctx, map1);
2535         isl_map_free(ctx, map2);
2536         return map;
2537 error:
2538         isl_map_free(ctx, map);
2539         isl_map_free(ctx, map1);
2540         isl_map_free(ctx, map2);
2541         return NULL;
2542 }
2543
2544 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_ctx *ctx,
2545                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2546 {
2547         map1 = isl_map_union_disjoint(ctx, map1, map2);
2548         if (!map1)
2549                 return NULL;
2550         if (map1->n > 1)
2551                 F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
2552         return map1;
2553 }
2554
2555 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(struct isl_ctx *ctx,
2556                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2557 {
2558         return (struct isl_set *)
2559                 isl_map_union_disjoint(ctx,
2560                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2561 }
2562
2563 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_ctx *ctx,
2564                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2565 {
2566         return (struct isl_set *)
2567                 isl_map_union(ctx,
2568                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2569 }
2570
2571 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
2572                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2573                 struct isl_set *set)
2574 {
2575         unsigned flags = 0;
2576         struct isl_map *result;
2577         int i, j;
2578
2579         if (!map || !set)
2580                 goto error;
2581
2582         if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2583             F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
2584                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2585
2586         result = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out,
2587                                 map->n * set->n, flags);
2588         if (!result)
2589                 goto error;
2590         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2591                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
2592                         result = isl_map_add(ctx, result,
2593                             isl_basic_map_intersect_range(ctx,
2594                                 isl_basic_map_copy(ctx, map->p[i]),
2595                                 isl_basic_set_copy(ctx, set->p[j])));
2596                         if (!result)
2597                                 goto error;
2598                 }
2599         isl_map_free(ctx, map);
2600         isl_set_free(ctx, set);
2601         return result;
2602 error:
2603         isl_map_free(ctx, map);
2604         isl_set_free(ctx, set);
2605         return NULL;
2606 }
2607
2608 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
2609                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2610                 struct isl_set *set)
2611 {
2612         return isl_map_reverse(ctx,
2613                 isl_map_intersect_range(ctx, isl_map_reverse(ctx, map), set));
2614 }
2615
2616 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
2617                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2618                 struct isl_map *map2)
2619 {
2620         if (!map1 || !map2)
2621                 goto error;
2622         map1 = isl_map_reverse(ctx, map1);
2623         map1 = isl_map_apply_range(ctx, map1, map2);
2624         return isl_map_reverse(ctx, map1);
2625 error:
2626         isl_map_free(ctx, map1);
2627         isl_map_free(ctx, map2);
2628         return NULL;
2629 }
2630
2631 struct isl_map *isl_map_apply_range(
2632                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2633                 struct isl_map *map2)
2634 {
2635         struct isl_map *result;
2636         int i, j;
2637
2638         if (!map1 || !map2)
2639                 goto error;
2640
2641         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
2642         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_in, goto error);
2643
2644         result = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map2->n_out,
2645                                 map1->n * map2->n, 0);
2646         if (!result)
2647                 goto error;
2648         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2649                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2650                         result = isl_map_add(ctx, result,
2651                             isl_basic_map_apply_range(ctx,
2652                                 isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]),
2653                                 isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[j])));
2654                         if (!result)
2655                                 goto error;
2656                 }
2657         isl_map_free(ctx, map1);
2658         isl_map_free(ctx, map2);
2659         return result;
2660 error:
2661         isl_map_free(ctx, map1);
2662         isl_map_free(ctx, map2);
2663         return NULL;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * returns range - domain
2668  */
2669 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_ctx *ctx,
2670                                 struct isl_basic_map *bmap)
2671 {
2672         struct isl_basic_set *bset;
2673         unsigned dim;
2674         int i;
2675
2676         if (!bmap)
2677                 goto error;
2678         isl_assert(ctx, bmap->n_in == bmap->n_out, goto error);
2679         dim = bmap->n_in;
2680         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
2681         bset = isl_basic_set_extend(ctx, bset, bset->nparam, 3*dim, 0,
2682                                         dim, 0);
2683         bset = isl_basic_set_swap_vars(ctx, bset, 2*dim);
2684         for (i = 0; i < dim; ++i) {
2685                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx,
2686                                             (struct isl_basic_map *)bset);
2687                 if (j < 0)
2688                         goto error;
2689                 isl_seq_clr(bset->eq[j],
2690                             1 + bset->nparam + bset->dim + bset->extra);
2691                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+i], 1);
2692                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+dim+i], 1);
2693                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+2*dim+i], -1);
2694         }
2695         return isl_basic_set_project_out(ctx, bset, 2*dim, 0);
2696 error:
2697         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2698         return NULL;
2699 }
2700
2701 /* If the only constraints a div d=floor(f/m)
2702  * appears in are its two defining constraints
2703  *
2704  *      f - m d >=0
2705  *      -(f - (m - 1)) + m d >= 0
2706  *
2707  * then it can safely be removed.
2708  */
2709 static int div_is_redundant(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
2710                                 int div)
2711 {
2712         int i;
2713         unsigned pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
2714
2715         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2716                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
2717                         return 0;
2718
2719         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2720                 if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][pos]))
2721                         continue;
2722                 if (isl_int_eq(bmap->ineq[i][pos], bmap->div[div][0])) {
2723                         int neg;
2724                         isl_int_sub(bmap->div[div][1],
2725                                         bmap->div[div][1], bmap->div[div][0]);
2726                         isl_int_add_ui(bmap->div[div][1], bmap->div[div][1], 1);
2727                         neg = isl_seq_is_neg(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, pos);
2728                         isl_int_sub_ui(bmap->div[div][1], bmap->div[div][1], 1);
2729                         isl_int_add(bmap->div[div][1],
2730                                         bmap->div[div][1], bmap->div[div][0]);
2731                         if (!neg)
2732                                 return 0;
2733                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i]+pos+1,
2734                                                     bmap->n_div-div-1) != -1)
2735                                 return 0;
2736                 } else if (isl_int_abs_eq(bmap->ineq[i][pos], bmap->div[div][0])) {
2737                         if (!isl_seq_eq(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, pos))
2738                                 return 0;
2739                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i]+pos+1,
2740                                                     bmap->n_div-div-1) != -1)
2741                                 return 0;
2742                 } else
2743                         return 0;
2744         }
2745
2746         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2747                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+pos]))
2748                         return 0;
2749
2750         return 1;
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Remove divs that don't occur in any of the constraints or other divs.
2755  * These can arise when dropping some of the variables in a quast
2756  * returned by piplib.
2757  */
2758 static struct isl_basic_map *remove_redundant_divs(struct isl_ctx *ctx,
2759                 struct isl_basic_map *bmap)
2760 {
2761         int i;
2762
2763         for (i = bmap->n_div-1; i >= 0; --i) {
2764                 if (!div_is_redundant(ctx, bmap, i))
2765                         continue;
2766                 bmap = isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, i);
2767         }
2768         return bmap;
2769 }
2770
2771 struct isl_basic_map *isl_basic_map_finalize(struct isl_ctx *ctx,
2772                 struct isl_basic_map *bmap)
2773 {
2774         bmap = remove_redundant_divs(ctx, bmap);
2775         if (!bmap)
2776                 return NULL;
2777         F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
2778         return bmap;
2779 }
2780
2781 struct isl_basic_set *isl_basic_set_finalize(struct isl_ctx *ctx,
2782                 struct isl_basic_set *bset)
2783 {
2784         return (struct isl_basic_set *)
2785                 isl_basic_map_finalize(ctx,
2786                         (struct isl_basic_map *)bset);
2787 }
2788
2789 struct isl_set *isl_set_finalize(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
2790 {
2791         int i;
2792
2793         if (!set)
2794                 return NULL;
2795         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2796                 set->p[i] = isl_basic_set_finalize(ctx, set->p[i]);
2797                 if (!set->p[i])
2798                         goto error;
2799         }
2800         return set;
2801 error:
2802         isl_set_free(ctx, set);
2803         return NULL;
2804 }
2805
2806 struct isl_map *isl_map_finalize(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2807 {
2808         int i;
2809
2810         if (!map)
2811                 return NULL;
2812         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2813                 map->p[i] = isl_basic_map_finalize(ctx, map->p[i]);
2814                 if (!map->p[i])
2815                         goto error;
2816         }
2817         return map;
2818 error:
2819         isl_map_free(ctx, map);
2820         return NULL;
2821 }
2822
2823 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_ctx *ctx,
2824                 unsigned nparam, unsigned dim)
2825 {
2826         struct isl_basic_map *bmap;
2827         int i;
2828
2829         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, dim, dim, 0, dim, 0);
2830         if (!bmap)
2831                 goto error;
2832
2833         for (i = 0; i < dim; ++i) {
2834                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
2835                 if (j < 0)
2836                         goto error;
2837                 isl_seq_clr(bmap->eq[j],
2838                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
2839                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
2840                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
2841         }
2842         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2843 error:
2844         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2845         return NULL;
2846 }
2847
2848 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_ctx *ctx,
2849                 unsigned nparam, unsigned dim)
2850 {
2851         struct isl_map *map = isl_map_alloc(ctx, nparam, dim, dim, 1,
2852                                                 ISL_MAP_DISJOINT);
2853         if (!map)
2854                 goto error;
2855         map = isl_map_add(ctx, map,
2856                 isl_basic_map_identity(ctx, nparam, dim));
2857         return map;
2858 error:
2859         isl_map_free(ctx, map);
2860         return NULL;
2861 }
2862
2863 int isl_set_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2864                 struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2865 {
2866         return isl_map_is_equal(ctx,
2867                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2868 }
2869
2870 int isl_set_is_subset(struct isl_ctx *ctx,
2871                 struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2872 {
2873         return isl_map_is_subset(ctx,
2874                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2875 }
2876
2877 int isl_basic_map_is_subset(struct isl_ctx *ctx,
2878                 struct isl_basic_map *bmap1,
2879                 struct isl_basic_map *bmap2)
2880 {
2881         int is_subset;
2882         struct isl_map *map1;
2883         struct isl_map *map2;
2884
2885         if (!bmap1 || !bmap2)
2886                 return -1;
2887
2888         map1 = isl_map_from_basic_map(ctx,
2889                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap1));
2890         map2 = isl_map_from_basic_map(ctx,
2891                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap2));
2892
2893         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map1, map2);
2894
2895         isl_map_free(ctx, map1);
2896         isl_map_free(ctx, map2);
2897
2898         return is_subset;
2899 }
2900
2901 int isl_basic_map_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2902                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2903 {
2904         int is_subset;
2905
2906         if (!bmap1 || !bmap2)
2907                 return -1;
2908         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap1, bmap2);
2909         if (is_subset != 1)
2910                 return is_subset;
2911         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap2, bmap1);
2912         return is_subset;
2913 }
2914
2915 int isl_basic_set_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2916                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2917 {
2918         return isl_basic_map_is_equal(ctx,
2919                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
2920 }
2921
2922 int isl_map_is_empty(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2923 {
2924         int i;
2925         int is_empty;
2926
2927         if (!map)
2928                 return -1;
2929         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2930                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(ctx, map->p[i]);
2931                 if (is_empty < 0)
2932                         return -1;
2933                 if (!is_empty)
2934                         return 0;
2935         }
2936         return 1;
2937 }
2938
2939 int isl_set_is_empty(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
2940 {
2941         return isl_map_is_empty(ctx, (struct isl_map *)set);
2942 }
2943
2944 int isl_map_is_subset(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2945                 struct isl_map *map2)
2946 {
2947         int i;
2948         int is_subset = 0;
2949         struct isl_map *diff;
2950
2951         if (!map1 || !map2)
2952                 return -1;
2953
2954         if (isl_map_is_empty(ctx, map1))
2955                 return 1;
2956
2957         if (isl_map_is_empty(ctx, map2))
2958                 return 0;
2959
2960         diff = isl_map_subtract(ctx, isl_map_copy(ctx, map1),
2961                                      isl_map_copy(ctx, map2));
2962         if (!diff)
2963                 return -1;
2964
2965         is_subset = isl_map_is_empty(ctx, diff);
2966         isl_map_free(ctx, diff);
2967
2968         return is_subset;
2969 }
2970
2971 int isl_map_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2972                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2973 {
2974         int is_subset;
2975
2976         if (!map1 || !map2)
2977                 return -1;
2978         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map1, map2);
2979         if (is_subset != 1)
2980                 return is_subset;
2981         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map2, map1);
2982         return is_subset;
2983 }
2984
2985 int isl_basic_map_is_strict_subset(struct isl_ctx *ctx,
2986                 struct isl_basic_map *bmap1,
2987                 struct isl_basic_map *bmap2)
2988 {
2989         int is_subset;
2990
2991         if (!bmap1 || !bmap2)
2992                 return -1;
2993         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap1, bmap2);
2994         if (is_subset != 1)
2995                 return is_subset;
2996         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap2, bmap1);
2997         if (is_subset == -1)
2998                 return is_subset;
2999         return !is_subset;
3000 }
3001
3002 static int basic_map_contains(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
3003                                          struct isl_vec *vec)
3004 {
3005         int i;
3006         unsigned total;
3007         isl_int s;
3008
3009         total = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
3010         if (total != vec->size)
3011                 return -1;
3012
3013         isl_int_init(s);
3014
3015         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
3016                 isl_seq_inner_product(vec->block.data, bmap->eq[i], total, &s);
3017                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
3018                         isl_int_clear(s);
3019                         return 0;
3020                 }
3021         }
3022
3023         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
3024                 isl_seq_inner_product(vec->block.data, bmap->ineq[i], total, &s);
3025                 if (isl_int_is_neg(s)) {
3026                         isl_int_clear(s);
3027                         return 0;
3028                 }
3029         }
3030
3031         isl_int_clear(s);
3032
3033         return 1;
3034 }
3035
3036 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_ctx *ctx,
3037                 struct isl_basic_map *bmap)
3038 {
3039         if (!bmap)
3040                 return -1;
3041         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
3042 }
3043
3044 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_ctx *ctx,
3045                 struct isl_basic_map *bmap)
3046 {
3047         struct isl_basic_set *bset = NULL;
3048         struct isl_vec *sample = NULL;
3049         int empty;
3050         unsigned total;
3051
3052         if (!bmap)
3053                 return -1;
3054
3055         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
3056                 return 1;
3057
3058         total = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
3059         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
3060                 int contains = basic_map_contains(ctx, bmap, bmap->sample);
3061                 if (contains < 0)
3062                         return -1;
3063                 if (contains)
3064                         return 0;
3065         }
3066         bset = isl_basic_map_underlying_set(ctx,
3067                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap));
3068         if (!bset)
3069                 return -1;
3070         sample = isl_basic_set_sample(ctx, bset);
3071         if (!sample)
3072                 return -1;
3073         empty = sample->size == 0;
3074         if (bmap->sample)
3075                 isl_vec_free(ctx, bmap->sample);
3076         bmap->sample = sample;
3077
3078         return empty;
3079 }
3080
3081 struct isl_map *isl_basic_map_union(
3082                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
3083                 struct isl_basic_map *bmap2)
3084 {
3085         struct isl_map *map;
3086         if (!bmap1 || !bmap2)
3087                 return NULL;
3088
3089         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
3090         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
3091         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_out, goto error);
3092
3093         map = isl_map_alloc(ctx, bmap1->nparam,
3094                                 bmap1->n_in, bmap1->n_out, 2, 0);
3095         if (!map)
3096                 goto error;
3097         map = isl_map_add(ctx, map, bmap1);
3098         map = isl_map_add(ctx, map, bmap2);
3099         return map;
3100 error:
3101         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
3102         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
3103         return NULL;
3104 }
3105
3106 struct isl_set *isl_basic_set_union(
3107                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset1,
3108                 struct isl_basic_set *bset2)
3109 {
3110         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(ctx,
3111                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
3112                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
3113 }
3114
3115 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
3116 static struct isl_basic_map *order_divs(struct isl_ctx *ctx,
3117                 struct isl_basic_map *bmap)
3118 {
3119         int i;
3120         unsigned off = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
3121
3122         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
3123                 int pos;
3124                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
3125                                                             bmap->n_div-i);
3126                 if (pos == -1)
3127                         continue;
3128                 swap_div(bmap, i, pos);
3129                 --i;
3130         }
3131         return bmap;
3132 }
3133
3134 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
3135                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
3136 {
3137         int i;
3138
3139         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
3140
3141         for (i = 0; i < dst->n_div; ++i)
3142                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total) &&
3143                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total,
3144                                                 dst->n_div - src->n_div) == -1)
3145                         return i;
3146         return -1;
3147 }
3148
3149 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(struct isl_ctx *ctx,
3150                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
3151 {
3152         int i;
3153         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
3154
3155         if (src->n_div == 0)
3156                 return dst;
3157
3158         src = order_divs(ctx, src);
3159         dst = isl_basic_map_extend(ctx, dst, dst->nparam, dst->n_in,
3160                         dst->n_out, src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
3161         if (!dst)
3162                 return NULL;
3163         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
3164                 int j = find_div(dst, src, i);
3165                 if (j < 0) {
3166                         j = isl_basic_map_alloc_div(ctx, dst);
3167                         if (j < 0)
3168                                 goto error;
3169                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
3170                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total,
3171                                                     dst->extra - src->n_div);
3172                         if (add_div_constraints(ctx, dst, j) < 0)
3173                                 goto error;
3174                 }
3175                 if (j != i)
3176                         swap_div(dst, i, j);
3177         }
3178         return dst;
3179 error:
3180         isl_basic_map_free(ctx, dst);
3181         return NULL;
3182 }
3183
3184 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
3185 {
3186         int i;
3187
3188         map = isl_map_compute_divs(ctx, map);
3189         map = isl_map_cow(ctx, map);
3190         if (!map)
3191                 return NULL;
3192
3193         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3194                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(ctx, map->p[0], map->p[i]);
3195         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3196                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(ctx, map->p[i], map->p[0]);
3197
3198         return map;
3199 }
3200
3201 static struct isl_map *add_cut_constraint(struct isl_ctx *ctx,
3202                 struct isl_map *dst,
3203                 struct isl_basic_map *src, isl_int *c,
3204                 unsigned len, int oppose)
3205 {
3206         struct isl_basic_map *copy = NULL;
3207         int is_empty;
3208         int k;
3209         unsigned total;
3210
3211         copy = isl_basic_map_copy(ctx, src);
3212         copy = isl_basic_map_cow(ctx, copy);
3213         if (!copy)
3214                 goto error;
3215         copy = isl_basic_map_extend(ctx, copy,
3216                 copy->nparam, copy->n_in, copy->n_out, 0, 0, 1);
3217         k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, copy);
3218         if (k < 0)
3219                 goto error;
3220         if (oppose)
3221                 isl_seq_neg(copy->ineq[k], c, len);
3222         else
3223                 isl_seq_cpy(copy->ineq[k], c, len);
3224         total = 1 + copy->nparam + copy->n_in + copy->n_out + copy->extra;
3225         isl_seq_clr(copy->ineq[k]+len, total - len);
3226         isl_inequality_negate(ctx, copy, k);
3227         copy = isl_basic_map_simplify(ctx, copy);
3228         copy = isl_basic_map_finalize(ctx, copy);
3229         is_empty = isl_basic_map_is_empty(ctx, copy);
3230         if (is_empty < 0)
3231                 goto error;
3232         if (!is_empty)
3233                 dst = isl_map_add(ctx, dst, copy);
3234         else
3235                 isl_basic_map_free(ctx, copy);
3236         return dst;
3237 error:
3238         isl_basic_map_free(ctx, copy);
3239         isl_map_free(ctx, dst);
3240         return NULL;
3241 }
3242
3243 static struct isl_map *subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
3244                 struct isl_basic_map *bmap)
3245 {
3246         int i, j, k;
3247         unsigned flags = 0;
3248         struct isl_map *rest = NULL;
3249         unsigned max;
3250         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
3251
3252         assert(bmap);
3253
3254         if (!map)
3255                 goto error;
3256
3257         if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
3258                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3259
3260         max = map->n * (2 * bmap->n_eq + bmap->n_ineq);
3261         rest = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out,
3262                                 max, flags);
3263         if (!rest)
3264                 goto error;
3265
3266         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3267                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(ctx, map->p[i], bmap);
3268                 if (!map->p[i])
3269                         goto error;
3270         }
3271
3272         for (j = 0; j < map->n; ++j)
3273                 map->p[j] = isl_basic_map_cow(ctx, map->p[j]);
3274
3275         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
3276                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
3277                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
3278                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 0);
3279                         if (!rest)
3280                                 goto error;
3281
3282                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
3283                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 1);
3284                         if (!rest)
3285                                 goto error;
3286
3287                         map->p[j] = isl_basic_map_extend(ctx, map->p[j],
3288                                 map->p[j]->nparam, map->p[j]->n_in,
3289                                 map->p[j]->n_out, 0, 1, 0);
3290                         if (!map->p[j])
3291                                 goto error;
3292                         k = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, map->p[j]);
3293                         if (k < 0)
3294                                 goto error;
3295                         isl_seq_cpy(map->p[j]->eq[k], bmap->eq[i], 1+total);
3296                         isl_seq_clr(map->p[j]->eq[k]+1+total,
3297                                         map->p[j]->extra - bmap->n_div);
3298                 }
3299         }
3300
3301         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
3302                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
3303                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
3304                                 map->p[j], bmap->ineq[i], 1+total, 0);
3305                         if (!rest)
3306                                 goto error;
3307
3308                         map->p[j] = isl_basic_map_extend(ctx, map->p[j],
3309                                 map->p[j]->nparam, map->p[j]->n_in,
3310                                 map->p[j]->n_out, 0, 0, 1);
3311                         if (!map->p[j])
3312                                 goto error;
3313                         k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, map->p[j]);
3314                         if (k < 0)
3315                                 goto error;
3316                         isl_seq_cpy(map->p[j]->ineq[k], bmap->ineq[i], 1+total);
3317                         isl_seq_clr(map->p[j]->ineq[k]+1+total,
3318                                         map->p[j]->extra - bmap->n_div);
3319                 }
3320         }
3321
3322         isl_map_free(ctx, map);
3323         return rest;
3324 error:
3325         isl_map_free(ctx, map);
3326         isl_map_free(ctx, rest);
3327         return NULL;
3328 }
3329
3330 struct isl_map *isl_map_subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
3331                 struct isl_map *map2)
3332 {
3333         int i;
3334         if (!map1 || !map2)
3335                 goto error;
3336
3337         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
3338         isl_assert(ctx, map1->n_in == map2->n_in, goto error);
3339         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_out, goto error);
3340
3341         if (isl_map_is_empty(ctx, map2)) {
3342                 isl_map_free(ctx, map2);
3343                 return map1;
3344         }
3345
3346         map1 = isl_map_compute_divs(ctx, map1);
3347         map2 = isl_map_compute_divs(ctx, map2);
3348         if (!map1 || !map2)
3349                 goto error;
3350
3351         for (i = 0; map1 && i < map2->n; ++i)
3352                 map1 = subtract(ctx, map1, map2->p[i]);
3353
3354         isl_map_free(ctx, map2);
3355         return map1;
3356 error:
3357         isl_map_free(ctx, map1);
3358         isl_map_free(ctx, map2);
3359         return NULL;
3360 }
3361
3362 struct isl_set *isl_set_subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set1,
3363                 struct isl_set *set2)
3364 {
3365         return (struct isl_set *)
3366                 isl_map_subtract(ctx,
3367                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3368 }
3369
3370 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
3371                 struct isl_map *map)
3372 {
3373         isl_assert(ctx, set->dim == map->n_in, goto error);
3374         map = isl_map_intersect_domain(ctx, map, set);
3375         set = isl_map_range(ctx, map);
3376         return set;
3377 error:
3378         isl_set_free(ctx, set);
3379         isl_map_free(ctx, map);
3380         return NULL;
3381 }
3382
3383 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
3384  * the meaning of the set.
3385  */
3386 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_ctx *ctx,
3387         struct isl_map *map)
3388 {
3389         int i;
3390
3391         if (!map)
3392                 return NULL;
3393
3394         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
3395                 if (!F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
3396                         continue;
3397                 isl_basic_map_free(ctx, map->p[i]);
3398                 if (i != map->n-1)
3399                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
3400                 map->n--;
3401         }
3402
3403         return map;
3404 }
3405
3406 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_ctx *ctx,
3407         struct isl_set *set)
3408 {
3409         return (struct isl_set *)
3410                 isl_map_remove_empty_parts(ctx, (struct isl_map *)set);
3411 }