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 #ifdef ISL_PIPLIB
  10 #include "isl_map_piplib.h"
  11 #endif
  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 (!bmap->block.data) {
  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.size = 0;
  36                 bmap->block2.data = NULL;
  37                 bmap->div = NULL;
  38         } else {
  39                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
  40                 if (!bmap->block2.data) {
  41                         free(bmap->eq);
  42                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  43                         free(bmap);
  44                         return NULL;
  45                 }
  46
  47                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
  48                 if (!bmap->div) {
  49                         isl_blk_free(ctx, bmap->block2);
  50                         free(bmap->eq);
  51                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  52                         free(bmap);
  53                         return NULL;
  54                 }
  55         }
  56
  57         for (i = 0; i < n_eq + n_ineq; ++i)
  58                 bmap->eq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
  59
  60         for (i = 0; i < extra; ++i)
  61                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
  62
  63         bmap->ref = 1;
  64         bmap->flags = 0;
  65         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
  66         bmap->ineq = bmap->eq + n_eq;
  67         bmap->nparam = nparam;
  68         bmap->n_in = n_in;
  69         bmap->n_out = n_out;
  70         bmap->extra = extra;
  71         bmap->n_eq = 0;
  72         bmap->n_ineq = 0;
  73         bmap->n_div = 0;
  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_constraints(ctx, dup, bmap);
 135         return dup;
 136 }
 137
 138 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_ctx *ctx,
 139                                         struct isl_basic_set *bset)
 140 {
 141         struct isl_basic_map *dup;
 142
 143         dup = isl_basic_map_dup(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 144         return (struct isl_basic_set *)dup;
 145 }
 146
 147 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_ctx *ctx,
 148                                         struct isl_basic_set *bset)
 149 {
 150         if (!bset)
 151                 return NULL;
 152
 153         if (F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 154                 bset->ref++;
 155                 return bset;
 156         }
 157         return isl_basic_set_dup(ctx, bset);
 158 }
 159
 160 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
 161 {
 162         if (!set)
 163                 return NULL;
 164
 165         set->ref++;
 166         return set;
 167 }
 168
 169 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_ctx *ctx,
 170                                         struct isl_basic_map *bmap)
 171 {
 172         if (!bmap)
 173                 return NULL;
 174
 175         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 176                 bmap->ref++;
 177                 return bmap;
 178         }
 179         return isl_basic_map_dup(ctx, bmap);
 180 }
 181
 182 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
 183 {
 184         if (!map)
 185                 return NULL;
 186
 187         map->ref++;
 188         return map;
 189 }
 190
 191 void isl_basic_map_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 192 {
 193         if (!bmap)
 194                 return;
 195
 196         if (--bmap->ref > 0)
 197                 return;
 198
 199         free(bmap->div);
 200         isl_blk_free(ctx, bmap->block2);
 201         free(bmap->eq);
 202         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
 203         free(bmap);
 204 }
 205
 206 void isl_basic_set_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
 207 {
 208         isl_basic_map_free(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_ctx *ctx,
 212                 struct isl_basic_map *bmap)
 213 {
 214         if (!bmap)
 215                 return -1;
 216         isl_assert(ctx, bmap->n_eq + bmap->n_ineq < bmap->c_size, return -1);
 217         isl_assert(ctx, bmap->eq + bmap->n_eq <= bmap->ineq, return -1);
 218         if (bmap->eq + bmap->n_eq == bmap->ineq) {
 219                 isl_int *t;
 220                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
 221                 if (j < 0)
 222                         return -1;
 223                 t = bmap->ineq[0];
 224                 bmap->ineq[0] = bmap->ineq[j];
 225                 bmap->ineq[j] = t;
 226                 bmap->n_ineq--;
 227                 bmap->ineq++;
 228         }
 229         return bmap->n_eq++;
 230 }
 231
 232 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_ctx *ctx,
 233                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 234 {
 235         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 236         bmap->n_eq -= n;
 237         return 0;
 238 }
 239
 240 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_ctx *ctx,
 241                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 242 {
 243         isl_int *t;
 244         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 245
 246         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 247                 t = bmap->eq[pos];
 248                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 249                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 250         }
 251         bmap->n_eq--;
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 256                 struct isl_basic_map *bmap)
 257 {
 258         isl_assert(ctx, (bmap->ineq - bmap->eq) + bmap->n_ineq < bmap->c_size,
 259                         return -1);
 260         return bmap->n_ineq++;
 261 }
 262
 263 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 264                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 265 {
 266         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 267         bmap->n_ineq -= n;
 268         return 0;
 269 }
 270
 271 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 272                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 273 {
 274         isl_int *t;
 275         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 276
 277         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 278                 t = bmap->ineq[pos];
 279                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 280                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 281         }
 282         bmap->n_ineq--;
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_ctx *ctx,
 287                 struct isl_basic_map *bmap)
 288 {
 289         isl_assert(ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 290         return bmap->n_div++;
 291 }
 292
 293 int isl_basic_map_free_div(struct isl_ctx *ctx,
 294                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 295 {
 296         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 297         bmap->n_div -= n;
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 302  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 303  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 304  * variables.
 305  */
 306 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 307                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 308                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 309 {
 310         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 311         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_map->nparam, src_map->nparam));
 312         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+in_off,
 313                     src+1+src_map->nparam,
 314                     isl_min(dst_map->n_in-in_off, src_map->n_in));
 315         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+out_off,
 316                     src+1+src_map->nparam+src_map->n_in,
 317                     isl_min(dst_map->n_out-out_off, src_map->n_out));
 318         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+dst_map->n_out+div_off,
 319                     src+1+src_map->nparam+src_map->n_in+src_map->n_out,
 320                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->extra));
 321 }
 322
 323 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 324                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 325                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 326 {
 327         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 328         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 329 }
 330
 331 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_ctx *ctx,
 332                 struct isl_basic_map *bmap1,
 333                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 334 {
 335         int i;
 336         unsigned div_off = bmap1->n_div;
 337
 338         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 339                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap1);
 340                 if (i1 < 0)
 341                         goto error;
 342                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 343                                 i_pos, o_pos, div_off);
 344         }
 345
 346         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 347                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap1);
 348                 if (i1 < 0)
 349                         goto error;
 350                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 351                                 i_pos, o_pos, div_off);
 352         }
 353
 354         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 355                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(ctx, bmap1);
 356                 if (i1 < 0)
 357                         goto error;
 358                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 359                          i_pos, o_pos, div_off);
 360         }
 361
 362         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
 363
 364         return bmap1;
 365
 366 error:
 367         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
 368         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
 369         return NULL;
 370 }
 371
 372 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_ctx *ctx,
 373                 struct isl_basic_map *base,
 374                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
 375                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 376 {
 377         struct isl_basic_map *ext;
 378         int dims_ok;
 379
 380         base = isl_basic_map_cow(ctx, base);
 381         if (!base)
 382                 goto error;
 383
 384         dims_ok = base && base->nparam == nparam &&
 385                   base->n_in == n_in && base->n_out == n_out &&
 386                   base->extra >= base->n_div + extra;
 387
 388         if (dims_ok && n_eq == 0 && n_ineq == 0)
 389                 return base;
 390
 391         if (base) {
 392                 isl_assert(ctx, base->nparam <= nparam, goto error);
 393                 isl_assert(ctx, base->n_in <= n_in, goto error);
 394                 isl_assert(ctx, base->n_out <= n_out, goto error);
 395                 extra += base->extra;
 396                 n_eq += base->n_eq;
 397                 n_ineq += base->n_ineq;
 398         }
 399
 400         ext = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, n_in, n_out,
 401                                         extra, n_eq, n_ineq);
 402         if (!base)
 403                 return ext;
 404         if (!ext)
 405                 goto error;
 406
 407         ext = add_constraints(ctx, ext, base, 0, 0);
 408
 409         return ext;
 410
 411 error:
 412         isl_basic_map_free(ctx, base);
 413         return NULL;
 414 }
 415
 416 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_ctx *ctx,
 417                 struct isl_basic_set *base,
 418                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 419                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 420 {
 421         return (struct isl_basic_set *)
 422                 isl_basic_map_extend(ctx, (struct isl_basic_map *)base,
 423                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 424 }
 425
 426 static struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_ctx *ctx,
 427                 struct isl_basic_set *bset)
 428 {
 429         return (struct isl_basic_set *)
 430                 isl_basic_map_cow(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 431 }
 432
 433 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_ctx *ctx,
 434                 struct isl_basic_map *bmap)
 435 {
 436         if (!bmap)
 437                 return NULL;
 438
 439         if (bmap->ref > 1) {
 440                 bmap->ref--;
 441                 bmap = isl_basic_map_dup(ctx, bmap);
 442         }
 443         F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 444         return bmap;
 445 }
 446
 447 static struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
 448 {
 449         if (set->ref == 1)
 450                 return set;
 451         set->ref--;
 452         return isl_set_dup(ctx, set);
 453 }
 454
 455 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
 456 {
 457         if (map->ref == 1)
 458                 return map;
 459         map->ref--;
 460         return isl_map_dup(ctx, map);
 461 }
 462
 463 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
 464                         unsigned a_len, unsigned b_len)
 465 {
 466         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
 467         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
 468         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
 469 }
 470
 471 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(struct isl_ctx *ctx,
 472                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 473 {
 474         int i;
 475         struct isl_blk blk;
 476
 477         if (!bset)
 478                 goto error;
 479
 480         isl_assert(ctx, n <= bset->dim, goto error);
 481
 482         if (n == bset->dim)
 483                 return bset;
 484
 485         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
 486         if (!bset)
 487                 return NULL;
 488
 489         blk = isl_blk_alloc(ctx, bset->dim);
 490         if (!blk.data)
 491                 goto error;
 492
 493         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
 494                 swap_vars(blk,
 495                           bset->eq[i]+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 496
 497         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
 498                 swap_vars(blk,
 499                           bset->ineq[i]+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 500
 501         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
 502                 swap_vars(blk,
 503                           bset->div[i]+1+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 504
 505         isl_blk_free(ctx, blk);
 506
 507         return bset;
 508
 509 error:
 510         isl_basic_set_free(ctx, bset);
 511         return NULL;
 512 }
 513
 514 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_ctx *ctx,
 515                 struct isl_set *set, unsigned n)
 516 {
 517         int i;
 518         set = isl_set_cow(ctx, set);
 519         if (!set)
 520                 return NULL;
 521
 522         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
 523                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(ctx, set->p[i], n);
 524                 if (!set->p[i]) {
 525                         isl_set_free(ctx, set);
 526                         return NULL;
 527                 }
 528         }
 529         return set;
 530 }
 531
 532 static void constraint_drop_vars(isl_int *c, unsigned n, unsigned rem)
 533 {
 534         isl_seq_cpy(c, c + n, rem);
 535         isl_seq_clr(c + rem, n);
 536 }
 537
 538 struct isl_basic_set *isl_basic_set_drop_vars(struct isl_ctx *ctx,
 539                 struct isl_basic_set *bset, unsigned first, unsigned n)
 540 {
 541         int i;
 542
 543         if (!bset)
 544                 goto error;
 545
 546         isl_assert(ctx, first + n <= bset->dim, goto error);
 547
 548         if (n == 0)
 549                 return bset;
 550
 551         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
 552         if (!bset)
 553                 return NULL;
 554
 555         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
 556                 constraint_drop_vars(bset->eq[i]+1+bset->nparam+first, n,
 557                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 558
 559         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
 560                 constraint_drop_vars(bset->ineq[i]+1+bset->nparam+first, n,
 561                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 562
 563         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
 564                 constraint_drop_vars(bset->div[i]+1+1+bset->nparam+first, n,
 565                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 566
 567         bset->dim -= n;
 568         bset->extra += n;
 569
 570         return isl_basic_set_finalize(ctx, bset);
 571 error:
 572         isl_basic_set_free(ctx, bset);
 573         return NULL;
 574 }
 575
 576 /*
 577  * We don't cow, as the div is assumed to be redundant.
 578  */
 579 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_drop_div(struct isl_ctx *ctx,
 580                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
 581 {
 582         int i;
 583         unsigned pos;
 584
 585         if (!bmap)
 586                 goto error;
 587
 588         pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
 589
 590         isl_assert(ctx, div < bmap->n_div, goto error);
 591
 592         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 593                 constraint_drop_vars(bmap->eq[i]+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 594
 595         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
 596                 constraint_drop_vars(bmap->ineq[i]+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 597
 598         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 599                 constraint_drop_vars(bmap->div[i]+1+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 600
 601         if (div != bmap->n_div - 1) {
 602                 int j;
 603                 isl_int *t = bmap->div[div];
 604
 605                 for (j = div; j < bmap->n_div - 1; ++j)
 606                         bmap->div[j] = bmap->div[j+1];
 607
 608                 bmap->div[bmap->n_div - 1] = t;
 609         }
 610         isl_basic_map_free_div(ctx, bmap, 1);
 611
 612         return bmap;
 613 error:
 614         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
 615         return NULL;
 616 }
 617
 618 static void eliminate_div(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
 619                                 isl_int *eq, unsigned div)
 620 {
 621         int i;
 622         unsigned pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
 623         unsigned len;
 624         len = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 625
 626         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 627                 if (bmap->eq[i] != eq)
 628                         isl_seq_elim(bmap->eq[i], eq, pos, len, NULL);
 629
 630         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
 631                 isl_seq_elim(bmap->ineq[i], eq, pos, len, NULL);
 632
 633         /* We need to be careful about circular definitions,
 634          * so for now we just remove the definitions of other divs that
 635          * depend on this div and (possibly) recompute them later.
 636          */
 637         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 638                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]) &&
 639                     !isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
 640                         isl_seq_clr(bmap->div[i], 1 + len);
 641
 642         isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, div);
 643 }
 644
 645 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(
 646                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 647 {
 648         int i = 0;
 649         unsigned total;
 650         if (!bmap)
 651                 goto error;
 652         total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 653         isl_assert(ctx, bmap->n_ineq + bmap->n_eq > 0, goto error);
 654         isl_basic_map_free_div(ctx, bmap, bmap->n_div);
 655         isl_basic_map_free_inequality(ctx, bmap, bmap->n_ineq);
 656         if (bmap->n_eq > 0)
 657                 isl_basic_map_free_equality(ctx, bmap, bmap->n_eq-1);
 658         else {
 659                 isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
 660                 if (i < 0)
 661                         goto error;
 662         }
 663         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
 664         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
 665         F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
 666         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
 667 error:
 668         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
 669         return NULL;
 670 }
 671
 672 static void swap_equality(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 673 {
 674         isl_int *t = bmap->eq[a];
 675         bmap->eq[a] = bmap->eq[b];
 676         bmap->eq[b] = t;
 677 }
 678
 679 static void swap_inequality(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 680 {
 681         isl_int *t = bmap->ineq[a];
 682         bmap->ineq[a] = bmap->ineq[b];
 683         bmap->ineq[b] = t;
 684 }
 685
 686 static void swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 687 {
 688         int i;
 689         unsigned off = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 690         isl_int *t = bmap->div[a];
 691         bmap->div[a] = bmap->div[b];
 692         bmap->div[b] = t;
 693
 694         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 695                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
 696
 697         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
 698                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
 699
 700         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 701                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
 702 }
 703
 704 struct isl_basic_map *isl_basic_map_gauss(struct isl_ctx *ctx,
 705         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
 706 {
 707         int k;
 708         int done;
 709         int last_var;
 710         unsigned total_var;
 711         unsigned total;
 712
 713         if (!bmap)
 714                 return NULL;
 715
 716         total_var = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 717         total = total_var + bmap->n_div;
 718
 719         last_var = total - 1;
 720         for (done = 0; done < bmap->n_eq; ++done) {
 721                 for (; last_var >= 0; --last_var) {
 722                         for (k = done; k < bmap->n_eq; ++k)
 723                                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[k][1+last_var]))
 724                                         break;
 725                         if (k < bmap->n_eq)
 726                                 break;
 727                 }
 728                 if (last_var < 0)
 729                         break;
 730                 if (k != done)
 731                         swap_equality(bmap, k, done);
 732                 if (isl_int_is_neg(bmap->eq[done][1+last_var]))
 733                         isl_seq_neg(bmap->eq[done], bmap->eq[done], 1+total);
 734
 735                 for (k = 0; k < bmap->n_eq; ++k) {
 736                         if (k == done)
 737                                 continue;
 738                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[k][1+last_var]))
 739                                 continue;
 740                         if (progress)
 741                                 *progress = 1;
 742                         isl_seq_elim(bmap->eq[k], bmap->eq[done],
 743                                         1+last_var, 1+total, NULL);
 744                 }
 745
 746                 for (k = 0; k < bmap->n_ineq; ++k) {
 747                         if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[k][1+last_var]))
 748                                 continue;
 749                         if (progress)
 750                                 *progress = 1;
 751                         isl_seq_elim(bmap->ineq[k], bmap->eq[done],
 752                                         1+last_var, 1+total, NULL);
 753                 }
 754
 755                 for (k = 0; k < bmap->n_div; ++k) {
 756                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
 757                                 continue;
 758                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][1+1+last_var]))
 759                                 continue;
 760                         if (progress)
 761                                 *progress = 1;
 762                         isl_seq_elim(bmap->div[k]+1, bmap->eq[done],
 763                                         1+last_var, 1+total, &bmap->div[k][0]);
 764                 }
 765
 766                 if (last_var >= total_var &&
 767                     isl_int_is_zero(bmap->div[last_var - total_var][0])) {
 768                         unsigned div = last_var - total_var;
 769                         isl_seq_neg(bmap->div[div]+1, bmap->eq[done], 1+total);
 770                         isl_int_set_si(bmap->div[div][1+1+last_var], 0);
 771                         isl_int_set(bmap->div[div][0],
 772                                     bmap->eq[done][1+last_var]);
 773                 }
 774         }
 775         if (done == bmap->n_eq)
 776                 return bmap;
 777         for (k = done; k < bmap->n_eq; ++k) {
 778                 if (isl_int_is_zero(bmap->eq[k][0]))
 779                         continue;
 780                 return isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 781         }
 782         isl_basic_map_free_equality(ctx, bmap, bmap->n_eq-done);
 783         return bmap;
 784 }
 785
 786 static unsigned int round_up(unsigned int v)
 787 {
 788         int old_v = v;
 789
 790         while (v) {
 791                 old_v = v;
 792                 v ^= v & -v;
 793         }
 794         return old_v << 1;
 795 }
 796
 797 static struct isl_basic_map *remove_duplicate_constraints(
 798         struct isl_ctx *ctx,
 799         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
 800 {
 801         unsigned int size;
 802         int *index;
 803         int k, l, h;
 804         int bits;
 805         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 806
 807         if (bmap->n_ineq <= 1)
 808                 return bmap;
 809
 810         size = round_up(4 * bmap->n_ineq / 3 - 1);
 811         bits = ffs(size) - 1;
 812         index = isl_alloc_array(ctx, int, size);
 813         memset(index, 0, size * sizeof(int));
 814         if (!index)
 815                 return bmap;
 816
 817         index[isl_seq_hash(bmap->ineq[0]+1, total, bits)] = 1;
 818         for (k = 1; k < bmap->n_ineq; ++k) {
 819                 u_int32_t hash = isl_seq_hash(bmap->ineq[k]+1, total, bits);
 820                 for (h = hash; index[h]; h = (h+1) % size)
 821                         if (isl_seq_eq(bmap->ineq[k]+1,
 822                                        bmap->ineq[index[h]-1]+1, total))
 823                                 break;
 824                 if (!index[h]) {
 825                         index[h] = k+1;
 826                         continue;
 827                 }
 828                 *progress = 1;
 829                 l = index[h] - 1;
 830                 if (isl_int_lt(bmap->ineq[k][0], bmap->ineq[l][0]))
 831                         swap_inequality(bmap, k, l);
 832                 isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, k);
 833                 --k;
 834         }
 835
 836         free(index);
 837         return bmap;
 838 }
 839
 840 static struct isl_basic_map *remove_duplicate_divs(struct isl_ctx *ctx,
 841         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
 842 {
 843         unsigned int size;
 844         int *index;
 845         int k, l, h;
 846         int bits;
 847         struct isl_blk eq;
 848         unsigned total_var = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 849         unsigned total = total_var + bmap->n_div;
 850
 851         if (bmap->n_div <= 1)
 852                 return bmap;
 853
 854         for (k = bmap->n_div - 1; k >= 0; --k)
 855                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
 856                         break;
 857         if (k <= 0)
 858                 return bmap;
 859
 860         size = round_up(4 * bmap->n_div / 3 - 1);
 861         bits = ffs(size) - 1;
 862         index = isl_alloc_array(ctx, int, size);
 863         memset(index, 0, size * sizeof(int));
 864         if (!index)
 865                 return bmap;
 866         eq = isl_blk_alloc(ctx, 1+total);
 867         if (!eq.data)
 868                 goto out;
 869
 870         isl_seq_clr(eq.data, 1+total);
 871         index[isl_seq_hash(bmap->div[k], 2+total, bits)] = k + 1;
 872         for (--k; k >= 0; --k) {
 873                 u_int32_t hash;
 874
 875                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
 876                         continue;
 877
 878                 hash = isl_seq_hash(bmap->div[k], 2+total, bits);
 879                 for (h = hash; index[h]; h = (h+1) % size)
 880                         if (isl_seq_eq(bmap->div[k],
 881                                        bmap->div[index[h]-1], 2+total))
 882                                 break;
 883                 if (index[h]) {
 884                         *progress = 1;
 885                         l = index[h] - 1;
 886                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+k], -1);
 887                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+l], 1);
 888                         eliminate_div(ctx, bmap, eq.data, l);
 889                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+k], 0);
 890                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+l], 0);
 891                 }
 892                 index[h] = k+1;
 893         }
 894
 895         isl_blk_free(ctx, eq);
 896 out:
 897         free(index);
 898         return bmap;
 899 }
 900
 901 static struct isl_basic_map *eliminate_divs(
 902                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
 903                 int *progress)
 904 {
 905         int d;
 906         int i;
 907         int modified = 0;
 908         unsigned off;
 909
 910         if (!bmap)
 911                 return NULL;
 912
 913         off = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 914
 915         for (d = bmap->n_div - 1; d >= 0 ; --d) {
 916                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
 917                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][off + d]) &&
 918                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][off + d]))
 919                                 continue;
 920                         modified = 1;
 921                         *progress = 1;
 922                         eliminate_div(ctx, bmap, bmap->eq[i], d);
 923                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
 924                 }
 925         }
 926         if (modified)
 927                 return eliminate_divs(ctx, bmap, progress);
 928         return bmap;
 929 }
 930
 931 static struct isl_basic_map *normalize_constraints(
 932                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 933 {
 934         int i;
 935         isl_int gcd;
 936         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 937
 938         isl_int_init(gcd);
 939         for (i = bmap->n_eq - 1; i >= 0; --i) {
 940                 isl_seq_gcd(bmap->eq[i]+1, total, &gcd);
 941                 if (isl_int_is_zero(gcd)) {
 942                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][0])) {
 943                                 bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 944                                 break;
 945                         }
 946                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
 947                         continue;
 948                 }
 949                 if (isl_int_is_one(gcd))
 950                         continue;
 951                 if (!isl_int_is_divisible_by(bmap->eq[i][0], gcd)) {
 952                         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 953                         break;
 954                 }
 955                 isl_seq_scale_down(bmap->eq[i], bmap->eq[i], gcd, 1+total);
 956         }
 957
 958         for (i = bmap->n_ineq - 1; i >= 0; --i) {
 959                 isl_seq_gcd(bmap->ineq[i]+1, total, &gcd);
 960                 if (isl_int_is_zero(gcd)) {
 961                         if (isl_int_is_neg(bmap->ineq[i][0])) {
 962                                 bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 963                                 break;
 964                         }
 965                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, i);
 966                         continue;
 967                 }
 968                 if (isl_int_is_one(gcd))
 969                         continue;
 970                 isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[i][0], bmap->ineq[i][0], gcd);
 971                 isl_seq_scale_down(bmap->ineq[i]+1, bmap->ineq[i]+1, gcd, total);
 972         }
 973         isl_int_clear(gcd);
 974
 975         return bmap;
 976 }
 977
 978 struct isl_basic_map *isl_basic_map_simplify(
 979                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 980 {
 981         int progress = 1;
 982         if (!bmap)
 983                 return NULL;
 984         while (progress) {
 985                 progress = 0;
 986                 bmap = normalize_constraints(ctx, bmap);
 987                 bmap = eliminate_divs(ctx, bmap, &progress);
 988                 bmap = isl_basic_map_gauss(ctx, bmap, &progress);
 989                 bmap = remove_duplicate_divs(ctx, bmap, &progress);
 990                 bmap = remove_duplicate_constraints(ctx, bmap, &progress);
 991         }
 992         return bmap;
 993 }
 994
 995 struct isl_basic_set *isl_basic_set_simplify(
 996                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
 997 {
 998         return (struct isl_basic_set *)
 999                 isl_basic_map_simplify(ctx,
1000                         (struct isl_basic_map *)bset);
1001 }
1002
1003 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1004                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1005 {
1006         unsigned in = bmap->n_in;
1007         unsigned dim = bmap->n_in + bmap->n_out;
1008         if (!pos)
1009                 isl_int_print(out, c);
1010         else {
1011                 if (!isl_int_is_one(c))
1012                         isl_int_print(out, c);
1013                 if (pos < 1 + bmap->nparam)
1014                         fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1015                 else if (pos < 1 + bmap->nparam + in)
1016                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - bmap->nparam);
1017                 else if (pos < 1 + bmap->nparam + dim)
1018                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - bmap->nparam - in);
1019                 else
1020                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - bmap->nparam - dim);
1021         }
1022 }
1023
1024 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1025                                 int sign, FILE *out)
1026 {
1027         int i;
1028         int first;
1029         unsigned len = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1030         isl_int v;
1031
1032         isl_int_init(v);
1033         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1034                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1035                         continue;
1036                 if (!first)
1037                         fprintf(out, " + ");
1038                 first = 0;
1039                 isl_int_abs(v, c[i]);
1040                 dump_term(bmap, v, i, out);
1041         }
1042         isl_int_clear(v);
1043         if (first)
1044                 fprintf(out, "0");
1045 }
1046
1047 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1048                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1049 {
1050         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1051
1052         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1053         fprintf(out, " %s ", op);
1054         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1055
1056         fprintf(out, "\n");
1057 }
1058
1059 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1060                                 isl_int **c, unsigned n,
1061                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1062 {
1063         int i;
1064
1065         for (i = 0; i < n; ++i)
1066                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1067 }
1068
1069 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1070 {
1071         int j;
1072         int first = 1;
1073         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1074
1075         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1076                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1077                         continue;
1078                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1079                         fprintf(out, "+");
1080                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1081                 first = 0;
1082         }
1083 }
1084
1085 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1086 {
1087         int i;
1088
1089         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1090         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1091
1092         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1093                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1094                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1095                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1096                 fprintf(out, ")/");
1097                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0]);
1098                 fprintf(out, "]\n");
1099         }
1100 }
1101
1102 void isl_basic_set_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1103                                 FILE *out, int indent)
1104 {
1105         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1106         fprintf(out, "nparam: %d, dim: %d, extra: %d\n",
1107                         bset->nparam, bset->dim, bset->extra);
1108         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1109 }
1110
1111 void isl_basic_map_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1112                                 FILE *out, int indent)
1113 {
1114         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1115         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d\n",
1116                 bmap->ref,
1117                 bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, bmap->extra);
1118         dump(bmap, out, indent);
1119 }
1120
1121 int isl_inequality_negate(struct isl_ctx *ctx,
1122                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1123 {
1124         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1125         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1126         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1127         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1132                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1133 {
1134         struct isl_set *set;
1135
1136         set = isl_alloc(ctx, struct isl_set,
1137                         sizeof(struct isl_set) +
1138                         n * sizeof(struct isl_basic_set *));
1139         if (!set)
1140                 return NULL;
1141
1142         set->ref = 1;
1143         set->size = n;
1144         set->n = 0;
1145         set->nparam = nparam;
1146         set->zero = 0;
1147         set->dim = dim;
1148         set->flags = flags;
1149         return set;
1150 }
1151
1152 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
1153 {
1154         int i;
1155         struct isl_set *dup;
1156
1157         dup = isl_set_alloc(ctx, set->nparam, set->dim, set->n, set->flags);
1158         if (!dup)
1159                 return NULL;
1160         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1161                 dup = isl_set_add(ctx, dup,
1162                                   isl_basic_set_dup(ctx, set->p[i]));
1163         return dup;
1164 }
1165
1166 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_ctx *ctx,
1167                                 struct isl_basic_set *bset)
1168 {
1169         struct isl_set *set;
1170
1171         set = isl_set_alloc(ctx, bset->nparam, bset->dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1172         if (!set) {
1173                 isl_basic_set_free(ctx, bset);
1174                 return NULL;
1175         }
1176         return isl_set_add(ctx, set, bset);
1177 }
1178
1179 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_ctx *ctx,
1180                                 struct isl_basic_map *bmap)
1181 {
1182         struct isl_map *map;
1183
1184         map = isl_map_alloc(ctx, bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 1,
1185                                 ISL_MAP_DISJOINT);
1186         if (!map) {
1187                 isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1188                 return NULL;
1189         }
1190         return isl_map_add(ctx, map, bmap);
1191 }
1192
1193 struct isl_set *isl_set_add(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
1194                                 struct isl_basic_set *bset)
1195 {
1196         if (!bset || !set)
1197                 goto error;
1198         isl_assert(ctx, set->nparam == bset->nparam, goto error);
1199         isl_assert(ctx, set->dim == bset->dim, goto error);
1200         isl_assert(ctx, set->n < set->size, goto error);
1201         set->p[set->n] = bset;
1202         set->n++;
1203         return set;
1204 error:
1205         if (set)
1206                 isl_set_free(ctx, set);
1207         if (bset)
1208                 isl_basic_set_free(ctx, bset);
1209         return NULL;
1210 }
1211
1212 void isl_set_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
1213 {
1214         int i;
1215
1216         if (!set)
1217                 return;
1218
1219         if (--set->ref > 0)
1220                 return;
1221
1222         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1223                 isl_basic_set_free(ctx, set->p[i]);
1224         free(set);
1225 }
1226
1227 void isl_set_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set, FILE *out,
1228                   int indent)
1229 {
1230         int i;
1231
1232         if (!set) {
1233                 fprintf(out, "null set\n");
1234                 return;
1235         }
1236
1237         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1238         fprintf(out, "ref: %d, n: %d\n", set->ref, set->n);
1239         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1240                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1241                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1242                 isl_basic_set_dump(ctx, set->p[i], out, indent+4);
1243         }
1244 }
1245
1246 void isl_map_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map, FILE *out,
1247                   int indent)
1248 {
1249         int i;
1250
1251         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1252         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d\n",
1253                         map->ref, map->n, map->nparam, map->n_in, map->n_out);
1254         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1255                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1256                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1257                 isl_basic_map_dump(ctx, map->p[i], out, indent+4);
1258         }
1259 }
1260
1261 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1262                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1263                 struct isl_basic_set *bset)
1264 {
1265         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1266
1267         if (!bmap || !bset)
1268                 goto error;
1269
1270         isl_assert(ctx, bset->dim == bmap->n_in, goto error);
1271         isl_assert(ctx, bset->nparam == bmap->nparam, goto error);
1272
1273         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1274                         bset->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out,
1275                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1276         if (!bmap)
1277                 goto error;
1278         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset,
1279                                                 bset->dim, 0);
1280         bmap = add_constraints(ctx, bmap, bmap_domain, 0, 0);
1281
1282         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1283 error:
1284         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1285         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1286         return NULL;
1287 }
1288
1289 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1290                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1291                 struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         struct isl_basic_map *bmap_range;
1294
1295         if (!bmap || !bset)
1296                 goto error;
1297
1298         isl_assert(ctx, bset->dim == bmap->n_out, goto error);
1299         isl_assert(ctx, bset->nparam == bmap->nparam, goto error);
1300
1301         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1302                         bset->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out,
1303                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1304         if (!bmap)
1305                 goto error;
1306         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset,
1307                                                 0, bset->dim);
1308         bmap = add_constraints(ctx, bmap, bmap_range, 0, 0);
1309
1310         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1311 error:
1312         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1313         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1314         return NULL;
1315 }
1316
1317 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1318                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1319                 struct isl_basic_map *bmap2)
1320 {
1321         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1322         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
1323         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_out, goto error);
1324
1325         bmap1 = isl_basic_map_extend(ctx, bmap1,
1326                         bmap1->nparam, bmap1->n_in, bmap1->n_out,
1327                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1328         if (!bmap1)
1329                 goto error;
1330         bmap1 = add_constraints(ctx, bmap1, bmap2, 0, 0);
1331
1332         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap1);
1333 error:
1334         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1335         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1336         return NULL;
1337 }
1338
1339 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1340                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset1,
1341                 struct isl_basic_set *bset2)
1342 {
1343         return (struct isl_basic_set *)
1344                 isl_basic_map_intersect(ctx,
1345                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1346                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1347 }
1348
1349 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
1350                 struct isl_map *map2)
1351 {
1352         unsigned flags = 0;
1353         struct isl_map *result;
1354         int i, j;
1355
1356         if (!map1 || !map2)
1357                 goto error;
1358
1359         if (F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
1360             F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
1361                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
1362
1363         result = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map1->n_out,
1364                                 map1->n * map2->n, flags);
1365         if (!result)
1366                 goto error;
1367         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
1368                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
1369                         struct isl_basic_map *part;
1370                         part = isl_basic_map_intersect(ctx,
1371                                     isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]),
1372                                     isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[j]));
1373                         if (isl_basic_map_is_empty(ctx, part))
1374                                 isl_basic_map_free(ctx, part);
1375                         else
1376                                 result = isl_map_add(ctx, result, part);
1377                         if (!result)
1378                                 goto error;
1379                 }
1380         isl_map_free(ctx, map1);
1381         isl_map_free(ctx, map2);
1382         return result;
1383 error:
1384         isl_map_free(ctx, map1);
1385         isl_map_free(ctx, map2);
1386         return NULL;
1387 }
1388
1389 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_ctx *ctx,
1390                 struct isl_basic_map *bmap)
1391 {
1392         struct isl_basic_set *bset;
1393         unsigned in;
1394
1395         if (!bmap)
1396                 return NULL;
1397         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1398         if (!bmap)
1399                 return NULL;
1400         in = bmap->n_in;
1401         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
1402         bset = isl_basic_set_swap_vars(ctx, bset, in);
1403         return isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, bset->dim-in, in);
1404 }
1405
1406 /* Turn final n dimensions into existentially quantified variables.
1407  */
1408 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1409                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1410                 unsigned n, unsigned flags)
1411 {
1412         int i;
1413         size_t row_size;
1414         isl_int **new_div;
1415         isl_int *old;
1416
1417         if (!bset)
1418                 return NULL;
1419
1420         isl_assert(ctx, n <= bset->dim, goto error);
1421
1422         if (n == 0)
1423                 return bset;
1424
1425         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
1426
1427         row_size = 1 + bset->nparam + bset->dim + bset->extra;
1428         old = bset->block2.data;
1429         bset->block2 = isl_blk_extend(ctx, bset->block2,
1430                                         (bset->extra + n) * (1 + row_size));
1431         if (!bset->block2.data)
1432                 goto error;
1433         new_div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, bset->extra + n);
1434         if (!new_div)
1435                 goto error;
1436         for (i = 0; i < n; ++i) {
1437                 new_div[i] = bset->block2.data +
1438                                 (bset->extra + i) * (1 + row_size);
1439                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
1440         }
1441         for (i = 0; i < bset->extra; ++i)
1442                 new_div[n + i] = bset->block2.data + (bset->div[i] - old);
1443         free(bset->div);
1444         bset->div = new_div;
1445         bset->n_div += n;
1446         bset->extra += n;
1447         bset->dim -= n;
1448         bset = isl_basic_set_simplify(ctx, bset);
1449         return isl_basic_set_finalize(ctx, bset);
1450 error:
1451         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1452         return NULL;
1453 }
1454
1455 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1456                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1457                 struct isl_basic_map *bmap2)
1458 {
1459         struct isl_basic_set *bset;
1460         unsigned n_in, n_out;
1461
1462         if (!bmap1 || !bmap2)
1463                 goto error;
1464
1465         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_in, goto error);
1466         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1467
1468         n_in = bmap1->n_in;
1469         n_out = bmap2->n_out;
1470
1471         bmap2 = isl_basic_map_reverse(ctx, bmap2);
1472         if (!bmap2)
1473                 goto error;
1474         bmap1 = isl_basic_map_extend(ctx, bmap1, bmap1->nparam,
1475                         bmap1->n_in + bmap2->n_in, bmap1->n_out,
1476                         bmap2->extra, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1477         if (!bmap1)
1478                 goto error;
1479         bmap1 = add_constraints(ctx, bmap1, bmap2, bmap1->n_in - bmap2->n_in, 0);
1480         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap1);
1481         bset = isl_basic_set_project_out(ctx, bset,
1482                                                 bset->dim - (n_in + n_out), 0);
1483         return isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, n_in, n_out);
1484 error:
1485         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1486         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1487         return NULL;
1488 }
1489
1490 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1491                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1492                 struct isl_basic_map *bmap2)
1493 {
1494         if (!bmap1 || !bmap2)
1495                 goto error;
1496
1497         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
1498         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1499
1500         bmap1 = isl_basic_map_reverse(ctx, bmap1);
1501         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(ctx, bmap1, bmap2);
1502         return isl_basic_map_reverse(ctx, bmap1);
1503 error:
1504         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1505         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1506         return NULL;
1507 }
1508
1509 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_ctx *ctx,
1510                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1511 {
1512         int i;
1513         i = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
1514         if (i < 0)
1515                 goto error;
1516         isl_seq_clr(bmap->eq[i],
1517                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1518         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+bmap->nparam+pos], -1);
1519         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], 1);
1520         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1521 error:
1522         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1523         return NULL;
1524 }
1525
1526 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_ctx *ctx,
1527                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1528 {
1529         int i;
1530         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1531         if (i < 0)
1532                 goto error;
1533         isl_seq_clr(bmap->ineq[i],
1534                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1535         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
1536         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+pos], -1);
1537         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], 1);
1538         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1539 error:
1540         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1541         return NULL;
1542 }
1543
1544 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_ctx *ctx,
1545                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1546 {
1547         int i;
1548         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1549         if (i < 0)
1550                 goto error;
1551         isl_seq_clr(bmap->ineq[i],
1552                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1553         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
1554         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+pos], 1);
1555         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], -1);
1556         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1557 error:
1558         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1559         return NULL;
1560 }
1561
1562 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_ctx *ctx,
1563                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned n_equal)
1564 {
1565         int i;
1566         struct isl_basic_map *bmap;
1567         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, n_equal, 0);
1568         if (!bmap)
1569                 return NULL;
1570         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
1571                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1572         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1573 }
1574
1575 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_ctx *ctx,
1576                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned pos)
1577 {
1578         int i;
1579         struct isl_basic_map *bmap;
1580         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, pos, 1);
1581         if (!bmap)
1582                 return NULL;
1583         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
1584                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1585         if (bmap)
1586                 bmap = var_less(ctx, bmap, pos);
1587         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1588 }
1589
1590 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_ctx *ctx,
1591                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned pos)
1592 {
1593         int i;
1594         struct isl_basic_map *bmap;
1595         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, pos, 1);
1596         if (!bmap)
1597                 return NULL;
1598         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
1599                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1600         if (bmap)
1601                 bmap = var_more(ctx, bmap, pos);
1602         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1603 }
1604
1605 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
1606                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1607                 unsigned n_in, unsigned n_out)
1608 {
1609         struct isl_basic_map *bmap;
1610
1611         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
1612         if (!bset)
1613                 return NULL;
1614
1615         isl_assert(ctx, bset->dim == n_in + n_out, goto error);
1616         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
1617         bmap->n_in = n_in;
1618         bmap->n_out = n_out;
1619         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1620 error:
1621         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1622         return NULL;
1623 }
1624
1625 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(
1626                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
1627 {
1628         if (!bmap)
1629                 goto error;
1630         if (bmap->n_in == 0)
1631                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
1632         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1633         if (!bmap)
1634                 goto error;
1635         bmap->n_out += bmap->n_in;
1636         bmap->n_in = 0;
1637         bmap = isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1638         return (struct isl_basic_set *)bmap;
1639 error:
1640         return NULL;
1641 }
1642
1643 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_ctx *ctx,
1644                 struct isl_basic_map *bmap)
1645 {
1646         struct isl_basic_set *domain;
1647         unsigned n_out;
1648         if (!bmap)
1649                 return NULL;
1650         n_out = bmap->n_out;
1651         domain = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
1652         return isl_basic_set_project_out(ctx, domain, n_out, 0);
1653 }
1654
1655 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_ctx *ctx,
1656                 struct isl_basic_map *bmap)
1657 {
1658         return isl_basic_map_domain(ctx,
1659                         isl_basic_map_reverse(ctx, bmap));
1660 }
1661
1662 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
1663 {
1664         int i;
1665         struct isl_set *set;
1666
1667         if (!map)
1668                 goto error;
1669         map = isl_map_cow(ctx, map);
1670         if (!map)
1671                 goto error;
1672
1673         set = (struct isl_set *) map;
1674         set->zero = 0;
1675         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1676                 set->p[i] = isl_basic_map_range(ctx, map->p[i]);
1677                 if (!set->p[i])
1678                         goto error;
1679         }
1680         F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
1681         return set;
1682 error:
1683         isl_map_free(ctx, map);
1684         return NULL;
1685 }
1686
1687 struct isl_map *isl_map_from_set(
1688                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
1689                 unsigned n_in, unsigned n_out)
1690 {
1691         int i;
1692         struct isl_map *map = NULL;
1693
1694         if (!set)
1695                 return NULL;
1696         isl_assert(ctx, set->dim == n_in + n_out, goto error);
1697         set = isl_set_cow(ctx, set);
1698         if (!set)
1699                 return NULL;
1700         map = (struct isl_map *)set;
1701         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1702                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(ctx,
1703                                 set->p[i], n_in, n_out);
1704                 if (!map->p[i])
1705                         goto error;
1706         }
1707         map->n_in = n_in;
1708         map->n_out = n_out;
1709         return map;
1710 error:
1711         isl_set_free(ctx, set);
1712         return NULL;
1713 }
1714
1715 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1716                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
1717                 unsigned flags)
1718 {
1719         struct isl_map *map;
1720
1721         map = isl_alloc(ctx, struct isl_map,
1722                         sizeof(struct isl_map) +
1723                         n * sizeof(struct isl_basic_map *));
1724         if (!map)
1725                 return NULL;
1726
1727         map->ref = 1;
1728         map->size = n;
1729         map->n = 0;
1730         map->nparam = nparam;
1731         map->n_in = in;
1732         map->n_out = out;
1733         map->flags = flags;
1734         return map;
1735 }
1736
1737 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_ctx *ctx,
1738                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
1739 {
1740         struct isl_basic_map *bmap;
1741         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, 1, 0);
1742         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
1743         return bmap;
1744 }
1745
1746 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_ctx *ctx,
1747                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
1748 {
1749         return isl_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
1750 }
1751
1752 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_ctx *ctx,
1753                 unsigned nparam, unsigned dim)
1754 {
1755         return isl_set_alloc(ctx, nparam, dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
1756 }
1757
1758 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
1759 {
1760         int i;
1761         struct isl_map *dup;
1762
1763         dup = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out, map->n,
1764                                 map->flags);
1765         for (i = 0; i < map->n; ++i)
1766                 dup = isl_map_add(ctx, dup,
1767                                   isl_basic_map_dup(ctx, map->p[i]));
1768         return dup;
1769 }
1770
1771 struct isl_map *isl_map_add(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
1772                                 struct isl_basic_map *bmap)
1773 {
1774         if (!bmap || !map)
1775                 goto error;
1776         isl_assert(ctx, map->nparam == bmap->nparam, goto error);
1777         isl_assert(ctx, map->n_in == bmap->n_in, goto error);
1778         isl_assert(ctx, map->n_out == bmap->n_out, goto error);
1779         isl_assert(ctx, map->n < map->size, goto error);
1780         map->p[map->n] = bmap;
1781         map->n++;
1782         return map;
1783 error:
1784         if (map)
1785                 isl_map_free(ctx, map);
1786         if (bmap)
1787                 isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1788         return NULL;
1789 }
1790
1791 void isl_map_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
1792 {
1793         int i;
1794
1795         if (!map)
1796                 return;
1797
1798         if (--map->ref > 0)
1799                 return;
1800
1801         for (i = 0; i < map->n; ++i)
1802                 isl_basic_map_free(ctx, map->p[i]);
1803         free(map);
1804 }
1805
1806 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *base,
1807                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
1808 {
1809         int i;
1810
1811         base = isl_map_cow(ctx, base);
1812         if (!base)
1813                 return NULL;
1814
1815         isl_assert(ctx, base->nparam <= nparam, goto error);
1816         isl_assert(ctx, base->n_in <= n_in, goto error);
1817         isl_assert(ctx, base->n_out <= n_out, goto error);
1818         base->nparam = nparam;
1819         base->n_in = n_in;
1820         base->n_out = n_out;
1821         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
1822                 base->p[i] = isl_basic_map_extend(ctx, base->p[i],
1823                                 nparam, n_in, n_out, 0, 0, 0);
1824                 if (!base->p[i])
1825                         goto error;
1826         }
1827         return base;
1828 error:
1829         isl_map_free(ctx, base);
1830         return NULL;
1831 }
1832
1833 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_ctx *ctx,
1834                 struct isl_basic_map *bmap,
1835                 unsigned input, int value)
1836 {
1837         int j;
1838
1839         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1840         if (!bmap)
1841                 return NULL;
1842         isl_assert(ctx, input < bmap->n_in, goto error);
1843
1844         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1845                         bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 0, 1, 0);
1846         j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
1847         if (j < 0)
1848                 goto error;
1849         isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+bmap->nparam+input], -1);
1850         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
1851         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1852 error:
1853         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1854         return NULL;
1855 }
1856
1857 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
1858                 unsigned input, int value)
1859 {
1860         int i;
1861
1862         map = isl_map_cow(ctx, map);
1863         if (!map)
1864                 return NULL;
1865
1866         isl_assert(ctx, input < map->n_in, goto error);
1867         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1868                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_input_si(ctx, map->p[i],
1869                                                                 input, value);
1870                 if (!map->p[i])
1871                         goto error;
1872         }
1873         return map;
1874 error:
1875         isl_map_free(ctx, map);
1876         return NULL;
1877 }
1878
1879 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
1880 {
1881         int i;
1882         unsigned t;
1883
1884         map = isl_map_cow(ctx, map);
1885         if (!map)
1886                 return NULL;
1887
1888         t = map->n_in;
1889         map->n_in = map->n_out;
1890         map->n_out = t;
1891         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1892                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(ctx, map->p[i]);
1893                 if (!map->p[i])
1894                         goto error;
1895         }
1896         return map;
1897 error:
1898         isl_map_free(ctx, map);
1899         return NULL;
1900 }
1901
1902 struct isl_map *isl_basic_map_lexmax(struct isl_ctx *ctx,
1903                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
1904                 struct isl_set **empty)
1905 {
1906 #ifdef ISL_PIPLIB
1907         return pip_isl_basic_map_lexmax(ctx, bmap, dom, empty);
1908 #else
1909         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1910         isl_basic_set_free(ctx, dom);
1911         return NULL;
1912 #endif
1913 }
1914
1915 struct isl_map *isl_basic_map_lexmin(struct isl_ctx *ctx,
1916                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
1917                 struct isl_set **empty)
1918 {
1919 #ifdef ISL_PIPLIB
1920         return pip_isl_basic_map_lexmin(ctx, bmap, dom, empty);
1921 #else
1922         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1923         isl_basic_set_free(ctx, dom);
1924         return NULL;
1925 #endif
1926 }
1927
1928 struct isl_set *isl_basic_set_lexmin(struct isl_ctx *ctx,
1929                 struct isl_basic_set *bset)
1930 {
1931         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
1932         struct isl_basic_set *dom = NULL;
1933         struct isl_map *min;
1934
1935         if (!bset)
1936                 goto error;
1937         bmap = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, 0, bset->dim);
1938         if (!bmap)
1939                 goto error;
1940         dom = isl_basic_set_alloc(ctx, bmap->nparam, 0, 0, 0, 0);
1941         if (!dom)
1942                 goto error;
1943         min = isl_basic_map_lexmin(ctx, bmap, dom, NULL);
1944         return isl_map_range(ctx, min);
1945 error:
1946         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1947         return NULL;
1948 }
1949
1950 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_ctx *ctx,
1951                 struct isl_basic_map *bmap)
1952 {
1953         if (bmap->n_div == 0)
1954                 return isl_map_from_basic_map(ctx, bmap);
1955 #ifdef ISL_PIPLIB
1956         return pip_isl_basic_map_compute_divs(ctx, bmap);
1957 #else
1958         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1959         return NULL;
1960 #endif
1961 }
1962
1963 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
1964 {
1965         int i;
1966         struct isl_map *res;
1967
1968         if (!map)
1969                 return NULL;
1970         if (map->n == 0)
1971                 return map;
1972         res = isl_basic_map_compute_divs(ctx,
1973                 isl_basic_map_copy(ctx, map->p[0]));
1974         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
1975                 struct isl_map *r2;
1976                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(ctx,
1977                         isl_basic_map_copy(ctx, map->p[i]));
1978                 if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
1979                         res = isl_map_union_disjoint(ctx, res, r2);
1980                 else
1981                         res = isl_map_union(ctx, res, r2);
1982         }
1983         isl_map_free(ctx, map);
1984
1985         return res;
1986 }
1987
1988 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_ctx *ctx,
1989                 struct isl_basic_set *bset)
1990 {
1991         return (struct isl_set *)
1992                 isl_basic_map_compute_divs(ctx,
1993                         (struct isl_basic_map *)bset);
1994 }
1995
1996 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
1997 {
1998         int i;
1999         struct isl_set *set;
2000
2001         if (!map)
2002                 goto error;
2003
2004         map = isl_map_cow(ctx, map);
2005         if (!map)
2006                 return NULL;
2007
2008         set = (struct isl_set *)map;
2009         set->dim = map->n_in;
2010         set->zero = 0;
2011         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2012                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(ctx, map->p[i]);
2013                 if (!set->p[i])
2014                         goto error;
2015         }
2016         F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2017         return set;
2018 error:
2019         isl_map_free(ctx, map);
2020         return NULL;
2021 }
2022
2023 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(struct isl_ctx *ctx,
2024                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2025 {
2026         int i;
2027         unsigned flags = 0;
2028         struct isl_map *map = NULL;
2029
2030         if (!map1 || !map2)
2031                 goto error;
2032
2033         if (map1->n == 0) {
2034                 isl_map_free(ctx, map1);
2035                 return map2;
2036         }
2037         if (map2->n == 0) {
2038                 isl_map_free(ctx, map2);
2039                 return map1;
2040         }
2041
2042         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
2043         isl_assert(ctx, map1->n_in == map2->n_in, goto error);
2044         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_out, goto error);
2045
2046         if (F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2047             F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2048                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2049
2050         map = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map1->n_out,
2051                                 map1->n + map2->n, flags);
2052         if (!map)
2053                 goto error;
2054         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
2055                 map = isl_map_add(ctx, map,
2056                                   isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]));
2057                 if (!map)
2058                         goto error;
2059         }
2060         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
2061                 map = isl_map_add(ctx, map,
2062                                   isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[i]));
2063                 if (!map)
2064                         goto error;
2065         }
2066         isl_map_free(ctx, map1);
2067         isl_map_free(ctx, map2);
2068         return map;
2069 error:
2070         isl_map_free(ctx, map);
2071         isl_map_free(ctx, map1);
2072         isl_map_free(ctx, map2);
2073         return NULL;
2074 }
2075
2076 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_ctx *ctx,
2077                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2078 {
2079         map1 = isl_map_union_disjoint(ctx, map1, map2);
2080         if (!map1)
2081                 return NULL;
2082         if (map1->n > 1)
2083                 F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
2084         return map1;
2085 }
2086
2087 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(struct isl_ctx *ctx,
2088                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2089 {
2090         return (struct isl_set *)
2091                 isl_map_union_disjoint(ctx,
2092                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2093 }
2094
2095 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_ctx *ctx,
2096                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2097 {
2098         return (struct isl_set *)
2099                 isl_map_union(ctx,
2100                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2101 }
2102
2103 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
2104                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2105                 struct isl_set *set)
2106 {
2107         unsigned flags = 0;
2108         struct isl_map *result;
2109         int i, j;
2110
2111         if (!map || !set)
2112                 goto error;
2113
2114         if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2115             F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
2116                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2117
2118         result = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out,
2119                                 map->n * set->n, flags);
2120         if (!result)
2121                 goto error;
2122         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2123                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
2124                         result = isl_map_add(ctx, result,
2125                             isl_basic_map_intersect_range(ctx,
2126                                 isl_basic_map_copy(ctx, map->p[i]),
2127                                 isl_basic_set_copy(ctx, set->p[j])));
2128                         if (!result)
2129                                 goto error;
2130                 }
2131         isl_map_free(ctx, map);
2132         isl_set_free(ctx, set);
2133         return result;
2134 error:
2135         isl_map_free(ctx, map);
2136         isl_set_free(ctx, set);
2137         return NULL;
2138 }
2139
2140 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
2141                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2142                 struct isl_set *set)
2143 {
2144         return isl_map_reverse(ctx,
2145                 isl_map_intersect_range(ctx, isl_map_reverse(ctx, map), set));
2146 }
2147
2148 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
2149                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2150                 struct isl_map *map2)
2151 {
2152         if (!map1 || !map2)
2153                 goto error;
2154         map1 = isl_map_reverse(ctx, map1);
2155         map1 = isl_map_apply_range(ctx, map1, map2);
2156         return isl_map_reverse(ctx, map1);
2157 error:
2158         isl_map_free(ctx, map1);
2159         isl_map_free(ctx, map2);
2160         return NULL;
2161 }
2162
2163 struct isl_map *isl_map_apply_range(
2164                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2165                 struct isl_map *map2)
2166 {
2167         struct isl_map *result;
2168         int i, j;
2169
2170         if (!map1 || !map2)
2171                 goto error;
2172
2173         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
2174         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_in, goto error);
2175
2176         result = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map2->n_out,
2177                                 map1->n * map2->n, 0);
2178         if (!result)
2179                 goto error;
2180         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2181                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2182                         result = isl_map_add(ctx, result,
2183                             isl_basic_map_apply_range(ctx,
2184                                 isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]),
2185                                 isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[j])));
2186                         if (!result)
2187                                 goto error;
2188                 }
2189         isl_map_free(ctx, map1);
2190         isl_map_free(ctx, map2);
2191         return result;
2192 error:
2193         isl_map_free(ctx, map1);
2194         isl_map_free(ctx, map2);
2195         return NULL;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * returns range - domain
2200  */
2201 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_ctx *ctx,
2202                                 struct isl_basic_map *bmap)
2203 {
2204         struct isl_basic_set *bset;
2205         unsigned dim;
2206         int i;
2207
2208         if (!bmap)
2209                 goto error;
2210         isl_assert(ctx, bmap->n_in == bmap->n_out, goto error);
2211         dim = bmap->n_in;
2212         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
2213         bset = isl_basic_set_extend(ctx, bset, bset->nparam, 3*dim, 0,
2214                                         dim, 0);
2215         bset = isl_basic_set_swap_vars(ctx, bset, 2*dim);
2216         for (i = 0; i < dim; ++i) {
2217                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx,
2218                                             (struct isl_basic_map *)bset);
2219                 if (j < 0)
2220                         goto error;
2221                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+i], 1);
2222                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+dim+i], 1);
2223                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+2*dim+i], -1);
2224         }
2225         return isl_basic_set_project_out(ctx, bset, 2*dim, 0);
2226 error:
2227         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2228         return NULL;
2229 }
2230
2231 static int div_is_redundant(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
2232                                 int div)
2233 {
2234         int i;
2235         unsigned pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
2236
2237         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2238                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
2239                         return 0;
2240
2241         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2242                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][pos]))
2243                         return 0;
2244
2245         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2246                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+pos]))
2247                         return 0;
2248
2249         return 1;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Remove divs that don't occur in any of the constraints or other divs.
2254  * These can arise when dropping some of the variables in a quast
2255  * returned by piplib.
2256  */
2257 static struct isl_basic_map *remove_redundant_divs(struct isl_ctx *ctx,
2258                 struct isl_basic_map *bmap)
2259 {
2260         int i;
2261
2262         for (i = bmap->n_div-1; i >= 0; --i) {
2263                 if (!div_is_redundant(ctx, bmap, i))
2264                         continue;
2265                 bmap = isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, i);
2266         }
2267         return bmap;
2268 }
2269
2270 struct isl_basic_map *isl_basic_map_finalize(struct isl_ctx *ctx,
2271                 struct isl_basic_map *bmap)
2272 {
2273         bmap = remove_redundant_divs(ctx, bmap);
2274         if (!bmap)
2275                 return NULL;
2276         F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
2277         return bmap;
2278 }
2279
2280 struct isl_basic_set *isl_basic_set_finalize(struct isl_ctx *ctx,
2281                 struct isl_basic_set *bset)
2282 {
2283         return (struct isl_basic_set *)
2284                 isl_basic_map_finalize(ctx,
2285                         (struct isl_basic_map *)bset);
2286 }
2287
2288 struct isl_set *isl_set_finalize(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
2289 {
2290         int i;
2291
2292         if (!set)
2293                 return NULL;
2294         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2295                 set->p[i] = isl_basic_set_finalize(ctx, set->p[i]);
2296                 if (!set->p[i])
2297                         goto error;
2298         }
2299         return set;
2300 error:
2301         isl_set_free(ctx, set);
2302         return NULL;
2303 }
2304
2305 struct isl_map *isl_map_finalize(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2306 {
2307         int i;
2308
2309         if (!map)
2310                 return NULL;
2311         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2312                 map->p[i] = isl_basic_map_finalize(ctx, map->p[i]);
2313                 if (!map->p[i])
2314                         goto error;
2315         }
2316         return map;
2317 error:
2318         isl_map_free(ctx, map);
2319         return NULL;
2320 }
2321
2322 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_ctx *ctx,
2323                 unsigned nparam, unsigned dim)
2324 {
2325         struct isl_basic_map *bmap;
2326         int i;
2327
2328         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, dim, dim, 0, dim, 0);
2329         if (!bmap)
2330                 goto error;
2331
2332         for (i = 0; i < dim; ++i) {
2333                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
2334                 if (j < 0)
2335                         goto error;
2336                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
2337                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
2338         }
2339         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2340 error:
2341         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2342         return NULL;
2343 }
2344
2345 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_ctx *ctx,
2346                 unsigned nparam, unsigned dim)
2347 {
2348         struct isl_map *map = isl_map_alloc(ctx, nparam, dim, dim, 1,
2349                                                 ISL_MAP_DISJOINT);
2350         if (!map)
2351                 goto error;
2352         map = isl_map_add(ctx, map,
2353                 isl_basic_map_identity(ctx, nparam, dim));
2354         return map;
2355 error:
2356         isl_map_free(ctx, map);
2357         return NULL;
2358 }
2359
2360 int isl_set_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2361                 struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2362 {
2363         return isl_map_is_equal(ctx,
2364                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2365 }
2366
2367 int isl_set_is_subset(struct isl_ctx *ctx,
2368                 struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2369 {
2370         return isl_map_is_subset(ctx,
2371                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2372 }
2373
2374 int isl_basic_map_is_subset(struct isl_ctx *ctx,
2375                 struct isl_basic_map *bmap1,
2376                 struct isl_basic_map *bmap2)
2377 {
2378         int is_subset;
2379         struct isl_map *map1;
2380         struct isl_map *map2;
2381
2382         if (!bmap1 || !bmap2)
2383                 return -1;
2384
2385         map1 = isl_map_from_basic_map(ctx,
2386                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap1));
2387         map2 = isl_map_from_basic_map(ctx,
2388                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap2));
2389
2390         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map1, map2);
2391
2392         isl_map_free(ctx, map1);
2393         isl_map_free(ctx, map2);
2394
2395         return is_subset;
2396 }
2397
2398 int isl_map_is_empty(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2399 {
2400         int i;
2401         int is_empty;
2402
2403         if (!map)
2404                 return -1;
2405         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2406                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(ctx, map->p[i]);
2407                 if (is_empty < 0)
2408                         return -1;
2409                 if (!is_empty)
2410                         return 0;
2411         }
2412         return 1;
2413 }
2414
2415 int isl_set_is_empty(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
2416 {
2417         return isl_map_is_empty(ctx, (struct isl_map *)set);
2418 }
2419
2420 int isl_map_is_subset(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2421                 struct isl_map *map2)
2422 {
2423         int i;
2424         int is_subset = 0;
2425         struct isl_map *diff;
2426
2427         if (!map1 || !map2)
2428                 return -1;
2429
2430         if (isl_map_is_empty(ctx, map1))
2431                 return 1;
2432
2433         if (isl_map_is_empty(ctx, map2))
2434                 return 0;
2435
2436         diff = isl_map_subtract(ctx, isl_map_copy(ctx, map1),
2437                                      isl_map_copy(ctx, map2));
2438         if (!diff)
2439                 return -1;
2440
2441         is_subset = isl_map_is_empty(ctx, diff);
2442         isl_map_free(ctx, diff);
2443
2444         return is_subset;
2445 }
2446
2447 int isl_map_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2448                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2449 {
2450         int is_subset;
2451
2452         if (!map1 || !map2)
2453                 return -1;
2454         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map1, map2);
2455         if (is_subset != 1)
2456                 return is_subset;
2457         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map2, map1);
2458         return is_subset;
2459 }
2460
2461 int isl_basic_map_is_strict_subset(struct isl_ctx *ctx,
2462                 struct isl_basic_map *bmap1,
2463                 struct isl_basic_map *bmap2)
2464 {
2465         int is_subset;
2466
2467         if (!bmap1 || !bmap2)
2468                 return -1;
2469         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap1, bmap2);
2470         if (is_subset != 1)
2471                 return is_subset;
2472         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap2, bmap1);
2473         if (is_subset == -1)
2474                 return is_subset;
2475         return !is_subset;
2476 }
2477
2478 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_ctx *ctx,
2479                 struct isl_basic_map *bmap)
2480 {
2481         struct isl_basic_set *bset = NULL;
2482         struct isl_set *min = NULL;
2483         int empty;
2484
2485         if (!bmap)
2486                 return -1;
2487
2488         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
2489                 return 1;
2490
2491         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx,
2492                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap));
2493         if (!bset)
2494                 return -1;
2495         min = isl_basic_set_lexmin(ctx, bset);
2496         if (!min)
2497                 return -1;
2498         empty = min->n == 0;
2499         isl_set_free(ctx, min);
2500         return empty;
2501 }
2502
2503 struct isl_map *isl_basic_map_union(
2504                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
2505                 struct isl_basic_map *bmap2)
2506 {
2507         struct isl_map *map;
2508         if (!bmap1 || !bmap2)
2509                 return NULL;
2510
2511         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
2512         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
2513         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_out, goto error);
2514
2515         map = isl_map_alloc(ctx, bmap1->nparam,
2516                                 bmap1->n_in, bmap1->n_out, 2, 0);
2517         if (!map)
2518                 goto error;
2519         map = isl_map_add(ctx, map, bmap1);
2520         map = isl_map_add(ctx, map, bmap2);
2521         return map;
2522 error:
2523         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
2524         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
2525         return NULL;
2526 }
2527
2528 struct isl_set *isl_basic_set_union(
2529                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset1,
2530                 struct isl_basic_set *bset2)
2531 {
2532         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(ctx,
2533                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
2534                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
2535 }
2536
2537 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
2538 static struct isl_basic_map *order_divs(struct isl_ctx *ctx,
2539                 struct isl_basic_map *bmap)
2540 {
2541         int i;
2542         unsigned off = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
2543
2544         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2545                 int pos;
2546                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
2547                                                             bmap->n_div-i);
2548                 if (pos == -1)
2549                         continue;
2550                 swap_div(bmap, i, pos);
2551                 --i;
2552         }
2553         return bmap;
2554 }
2555
2556 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
2557                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
2558 {
2559         int i;
2560
2561         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
2562
2563         for (i = 0; i < dst->n_div; ++i)
2564                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total) &&
2565                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total,
2566                                                 dst->n_div - src->n_div) == -1)
2567                         return i;
2568         return -1;
2569 }
2570
2571 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(struct isl_ctx *ctx,
2572                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
2573 {
2574         int i;
2575         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
2576
2577         if (src->n_div == 0)
2578                 return dst;
2579
2580         src = order_divs(ctx, src);
2581         dst = isl_basic_map_extend(ctx, dst, dst->nparam, dst->n_in,
2582                         dst->n_out, src->n_div, 0, 0);
2583         if (!dst)
2584                 return NULL;
2585         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
2586                 int j = find_div(dst, src, i);
2587                 if (j < 0) {
2588                         j = isl_basic_map_alloc_div(ctx, dst);
2589                         if (j < 0)
2590                                 goto error;
2591                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
2592                 }
2593                 if (j != i)
2594                         swap_div(dst, i, j);
2595         }
2596         return dst;
2597 error:
2598         isl_basic_map_free(ctx, dst);
2599         return NULL;
2600 }
2601
2602 static struct isl_map *add_cut_constraint(struct isl_ctx *ctx,
2603                 struct isl_map *dst,
2604                 struct isl_basic_map *src, isl_int *c,
2605                 unsigned len, unsigned extra, int oppose)
2606 {
2607         struct isl_basic_map *copy = NULL;
2608         int is_empty;
2609         int k;
2610
2611         copy = isl_basic_map_copy(ctx, src);
2612         copy = isl_basic_map_cow(ctx, copy);
2613         if (!copy)
2614                 goto error;
2615         copy = isl_basic_map_extend(ctx, copy,
2616                 copy->nparam, copy->n_in, copy->n_out, 0, 0, 1);
2617         k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, copy);
2618         if (k < 0)
2619                 goto error;
2620         if (oppose)
2621                 isl_seq_neg(copy->ineq[k], c, len);
2622         else
2623                 isl_seq_cpy(copy->ineq[k], c, len);
2624         isl_seq_clr(copy->ineq[k]+len, extra);
2625         isl_inequality_negate(ctx, copy, k);
2626         copy = isl_basic_map_simplify(ctx, copy);
2627         copy = isl_basic_map_finalize(ctx, copy);
2628         is_empty = isl_basic_map_is_empty(ctx, copy);
2629         if (is_empty < 0)
2630                 goto error;
2631         if (!is_empty)
2632                 dst = isl_map_add(ctx, dst, copy);
2633         else
2634                 isl_basic_map_free(ctx, copy);
2635         return dst;
2636 error:
2637         isl_basic_map_free(ctx, copy);
2638         isl_map_free(ctx, dst);
2639         return NULL;
2640 }
2641
2642 static struct isl_map *subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2643                 struct isl_basic_map *bmap)
2644 {
2645         int i, j, k;
2646         unsigned flags = 0;
2647         struct isl_map *rest = NULL;
2648         unsigned max;
2649         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
2650
2651         assert(bmap);
2652
2653         if (!map)
2654                 goto error;
2655
2656         if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
2657                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2658
2659         max = map->n * (2 * bmap->n_eq + bmap->n_ineq);
2660         rest = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out,
2661                                 max, flags);
2662         if (!rest)
2663                 goto error;
2664
2665         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2666                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(ctx, map->p[i], bmap);
2667                 if (!map->p[i])
2668                         goto error;
2669         }
2670
2671         for (j = 0; j < map->n; ++j)
2672                 map->p[j] = isl_basic_map_cow(ctx, map->p[j]);
2673
2674         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2675                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
2676                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
2677                                 map->p[j], bmap->eq[i],
2678                                 1+total, map->p[j]->n_div - bmap->n_div, 0);
2679                         if (!rest)
2680                                 goto error;
2681
2682                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
2683                                 map->p[j], bmap->eq[i],
2684                                 1+total, map->p[j]->n_div - bmap->n_div, 1);
2685                         if (!rest)
2686                                 goto error;
2687
2688                         map->p[j] = isl_basic_map_extend(ctx, map->p[j],
2689                                 map->p[j]->nparam, map->p[j]->n_in,
2690                                 map->p[j]->n_out, 0, 1, 0);
2691                         if (!map->p[j])
2692                                 goto error;
2693                         k = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, map->p[j]);
2694                         if (k < 0)
2695                                 goto error;
2696                         isl_seq_cpy(map->p[j]->eq[k], bmap->eq[i], 1+total);
2697                         isl_seq_clr(map->p[j]->eq[k]+1+total,
2698                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
2699                 }
2700         }
2701
2702         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2703                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
2704                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
2705                                 map->p[j], bmap->ineq[i],
2706                                 1+total, map->p[j]->n_div - bmap->n_div, 0);
2707                         if (!rest)
2708                                 goto error;
2709
2710                         map->p[j] = isl_basic_map_extend(ctx, map->p[j],
2711                                 map->p[j]->nparam, map->p[j]->n_in,
2712                                 map->p[j]->n_out, 0, 0, 1);
2713                         if (!map->p[j])
2714                                 goto error;
2715                         k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, map->p[j]);
2716                         if (k < 0)
2717                                 goto error;
2718                         isl_seq_cpy(map->p[j]->ineq[k], bmap->ineq[i], 1+total);
2719                         isl_seq_clr(map->p[j]->ineq[k]+1+total,
2720                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
2721                 }
2722         }
2723
2724         isl_map_free(ctx, map);
2725         return rest;
2726 error:
2727         isl_map_free(ctx, map);
2728         isl_map_free(ctx, rest);
2729         return NULL;
2730 }
2731
2732 struct isl_map *isl_map_subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2733                 struct isl_map *map2)
2734 {
2735         int i;
2736         if (!map1 || !map2)
2737                 goto error;
2738
2739         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
2740         isl_assert(ctx, map1->n_in == map2->n_in, goto error);
2741         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_out, goto error);
2742
2743         if (isl_map_is_empty(ctx, map2)) {
2744                 isl_map_free(ctx, map2);
2745                 return map1;
2746         }
2747
2748         map1 = isl_map_compute_divs(ctx, map1);
2749         map2 = isl_map_compute_divs(ctx, map2);
2750         if (!map1 || !map2)
2751                 goto error;
2752
2753         for (i = 0; map1 && i < map2->n; ++i)
2754                 map1 = subtract(ctx, map1, map2->p[i]);
2755
2756         isl_map_free(ctx, map2);
2757         return map1;
2758 error:
2759         isl_map_free(ctx, map1);
2760         isl_map_free(ctx, map2);
2761         return NULL;
2762 }
2763
2764 struct isl_set *isl_set_subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set1,
2765                 struct isl_set *set2)
2766 {
2767         return (struct isl_set *)
2768                 isl_map_subtract(ctx,
2769                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2770 }
2771
2772 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
2773                 struct isl_map *map)
2774 {
2775         isl_assert(ctx, set->dim == map->n_in, goto error);
2776         map = isl_map_intersect_domain(ctx, map, set);
2777         set = isl_map_range(ctx, map);
2778         return set;
2779 error:
2780         isl_set_free(ctx, set);
2781         isl_map_free(ctx, map);
2782         return NULL;
2783 }