isl_map.c

   1 #include <string.h>
   2 #include <strings.h>
   3 #include "isl_ctx.h"
   4 #include "isl_blk.h"
   5 #include "isl_seq.h"
   6 #include "isl_set.h"
   7 #include "isl_map.h"
   8 #include "isl_map_private.h"
   9 #include "isl_map_piplib.h"
  10 #include "isl_sample.h"
  11 #include "isl_vec.h"
  12
  13 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
  14                 struct isl_basic_map *bmap,
  15                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
  16                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
  17 {
  18         int i;
  19         size_t row_size = 1 + nparam + n_in + n_out + extra;
  20
  21         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_eq + n_ineq) * row_size);
  22         if (isl_blk_is_error(bmap->block)) {
  23                 free(bmap);
  24                 return NULL;
  25         }
  26
  27         bmap->eq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_eq + n_ineq);
  28         if (!bmap->eq) {
  29                 isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  30                 free(bmap);
  31                 return NULL;
  32         }
  33
  34         if (extra == 0) {
  35                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
  36                 bmap->div = NULL;
  37         } else {
  38                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
  39                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2)) {
  40                         free(bmap->eq);
  41                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  42                         free(bmap);
  43                         return NULL;
  44                 }
  45
  46                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
  47                 if (!bmap->div) {
  48                         isl_blk_free(ctx, bmap->block2);
  49                         free(bmap->eq);
  50                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
  51                         free(bmap);
  52                         return NULL;
  53                 }
  54         }
  55
  56         for (i = 0; i < n_eq + n_ineq; ++i)
  57                 bmap->eq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
  58
  59         for (i = 0; i < extra; ++i)
  60                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
  61
  62         bmap->ref = 1;
  63         bmap->flags = 0;
  64         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
  65         bmap->ineq = bmap->eq + n_eq;
  66         bmap->nparam = nparam;
  67         bmap->n_in = n_in;
  68         bmap->n_out = n_out;
  69         bmap->extra = extra;
  70         bmap->n_eq = 0;
  71         bmap->n_ineq = 0;
  72         bmap->n_div = 0;
  73         bmap->sample = NULL;
  74
  75         return bmap;
  76 }
  77
  78 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
  79                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
  80                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
  81 {
  82         struct isl_basic_map *bmap;
  83         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
  84         return (struct isl_basic_set *)bmap;
  85 }
  86
  87 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
  88                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
  89                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
  90 {
  91         struct isl_basic_map *bmap;
  92
  93         bmap = isl_alloc_type(ctx, struct isl_basic_map);
  94         if (!bmap)
  95                 return NULL;
  96
  97         return basic_map_init(ctx, bmap,
  98                                nparam, in, out, extra, n_eq, n_ineq);
  99 }
 100
 101 static void dup_constraints(struct isl_ctx *ctx,
 102                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 103 {
 104         int i;
 105         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
 106
 107         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 108                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, dst);
 109                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 110         }
 111
 112         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 113                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, dst);
 114                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 115         }
 116
 117         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 118                 int j = isl_basic_map_alloc_div(ctx, dst);
 119                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 120         }
 121         F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 122 }
 123
 124 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_ctx *ctx,
 125                                         struct isl_basic_map *bmap)
 126 {
 127         struct isl_basic_map *dup;
 128
 129         dup = isl_basic_map_alloc(ctx, bmap->nparam,
 130                         bmap->n_in, bmap->n_out,
 131                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 132         if (!dup)
 133                 return NULL;
 134         dup->flags = bmap->flags;
 135         dup_constraints(ctx, dup, bmap);
 136         dup->sample = isl_vec_copy(ctx, bmap->sample);
 137         return dup;
 138 }
 139
 140 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_ctx *ctx,
 141                                         struct isl_basic_set *bset)
 142 {
 143         struct isl_basic_map *dup;
 144
 145         dup = isl_basic_map_dup(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 146         return (struct isl_basic_set *)dup;
 147 }
 148
 149 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_ctx *ctx,
 150                                         struct isl_basic_set *bset)
 151 {
 152         if (!bset)
 153                 return NULL;
 154
 155         if (F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 156                 bset->ref++;
 157                 return bset;
 158         }
 159         return isl_basic_set_dup(ctx, bset);
 160 }
 161
 162 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
 163 {
 164         if (!set)
 165                 return NULL;
 166
 167         set->ref++;
 168         return set;
 169 }
 170
 171 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_ctx *ctx,
 172                                         struct isl_basic_map *bmap)
 173 {
 174         if (!bmap)
 175                 return NULL;
 176
 177         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 178                 bmap->ref++;
 179                 return bmap;
 180         }
 181         return isl_basic_map_dup(ctx, bmap);
 182 }
 183
 184 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
 185 {
 186         if (!map)
 187                 return NULL;
 188
 189         map->ref++;
 190         return map;
 191 }
 192
 193 void isl_basic_map_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 194 {
 195         if (!bmap)
 196                 return;
 197
 198         if (--bmap->ref > 0)
 199                 return;
 200
 201         free(bmap->div);
 202         isl_blk_free(ctx, bmap->block2);
 203         free(bmap->eq);
 204         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
 205         isl_vec_free(ctx, bmap->sample);
 206         free(bmap);
 207 }
 208
 209 void isl_basic_set_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
 210 {
 211         isl_basic_map_free(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 212 }
 213
 214 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_ctx *ctx,
 215                 struct isl_basic_map *bmap)
 216 {
 217         if (!bmap)
 218                 return -1;
 219         isl_assert(ctx, bmap->n_eq + bmap->n_ineq < bmap->c_size, return -1);
 220         isl_assert(ctx, bmap->eq + bmap->n_eq <= bmap->ineq, return -1);
 221         if (bmap->eq + bmap->n_eq == bmap->ineq) {
 222                 isl_int *t;
 223                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
 224                 if (j < 0)
 225                         return -1;
 226                 t = bmap->ineq[0];
 227                 bmap->ineq[0] = bmap->ineq[j];
 228                 bmap->ineq[j] = t;
 229                 bmap->n_ineq--;
 230                 bmap->ineq++;
 231         }
 232         return bmap->n_eq++;
 233 }
 234
 235 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_ctx *ctx,
 236                 struct isl_basic_set *bset)
 237 {
 238         return isl_basic_map_alloc_equality(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 239 }
 240
 241 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_ctx *ctx,
 242                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 243 {
 244         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 245         bmap->n_eq -= n;
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_ctx *ctx,
 250                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 251 {
 252         isl_int *t;
 253         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 254
 255         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 256                 t = bmap->eq[pos];
 257                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 258                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 259         }
 260         bmap->n_eq--;
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_ctx *ctx,
 265                 struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 266 {
 267         return isl_basic_map_drop_equality(ctx,
 268                         (struct isl_basic_map *)bset, pos);
 269 }
 270
 271 void isl_basic_map_inequality_to_equality(struct isl_ctx *ctx,
 272                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 273 {
 274         isl_int *t;
 275
 276         t = bmap->ineq[pos];
 277         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[0];
 278         bmap->ineq[0] = bmap->eq[bmap->n_eq];
 279         bmap->eq[bmap->n_eq] = t;
 280         bmap->n_eq++;
 281         bmap->n_ineq--;
 282         bmap->ineq++;
 283 }
 284
 285 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 286                 struct isl_basic_map *bmap)
 287 {
 288         isl_assert(ctx, (bmap->ineq - bmap->eq) + bmap->n_ineq < bmap->c_size,
 289                         return -1);
 290         F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 291         F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 292         return bmap->n_ineq++;
 293 }
 294
 295 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 296                 struct isl_basic_set *bset)
 297 {
 298         return isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 299 }
 300
 301 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 302                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 303 {
 304         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 305         bmap->n_ineq -= n;
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 310                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 311 {
 312         return isl_basic_map_free_inequality(ctx,
 313                                             (struct isl_basic_map *)bset, n);
 314 }
 315
 316 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 317                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 318 {
 319         isl_int *t;
 320         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 321
 322         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 323                 t = bmap->ineq[pos];
 324                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 325                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 326         }
 327         bmap->n_ineq--;
 328         return 0;
 329 }
 330
 331 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_ctx *ctx,
 332                 struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 333 {
 334         return isl_basic_map_drop_inequality(ctx,
 335                         (struct isl_basic_map *)bset, pos);
 336 }
 337
 338 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_ctx *ctx,
 339                 struct isl_basic_map *bmap)
 340 {
 341         isl_assert(ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 342         return bmap->n_div++;
 343 }
 344
 345 int isl_basic_map_free_div(struct isl_ctx *ctx,
 346                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 347 {
 348         isl_assert(ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 349         bmap->n_div -= n;
 350         return 0;
 351 }
 352
 353 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 354  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 355  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 356  * variables.
 357  */
 358 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 359                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 360                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 361 {
 362         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 363         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_map->nparam, src_map->nparam));
 364         if (dst_map->nparam > src_map->nparam)
 365                 isl_seq_clr(dst+1+src_map->nparam,
 366                                 dst_map->nparam - src_map->nparam);
 367         isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam, in_off);
 368         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+in_off,
 369                     src+1+src_map->nparam,
 370                     isl_min(dst_map->n_in-in_off, src_map->n_in));
 371         if (dst_map->n_in-in_off > src_map->n_in)
 372                 isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+in_off+src_map->n_in,
 373                                 dst_map->n_in - in_off - src_map->n_in);
 374         isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in, out_off);
 375         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+out_off,
 376                     src+1+src_map->nparam+src_map->n_in,
 377                     isl_min(dst_map->n_out-out_off, src_map->n_out));
 378         if (dst_map->n_out-out_off > src_map->n_out)
 379                 isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+out_off+src_map->n_out,
 380                                 dst_map->n_out - out_off - src_map->n_out);
 381         isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+dst_map->n_out, div_off);
 382         isl_seq_cpy(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+dst_map->n_out+div_off,
 383                     src+1+src_map->nparam+src_map->n_in+src_map->n_out,
 384                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->extra));
 385         if (dst_map->extra-div_off > src_map->extra)
 386                 isl_seq_clr(dst+1+dst_map->nparam+dst_map->n_in+dst_map->n_out+
 387                                 div_off+src_map->extra,
 388                                 dst_map->extra - div_off - src_map->extra);
 389 }
 390
 391 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 392                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 393                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 394 {
 395         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 396         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 397 }
 398
 399 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_ctx *ctx,
 400                 struct isl_basic_map *bmap1,
 401                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 402 {
 403         int i;
 404         unsigned div_off = bmap1->n_div;
 405
 406         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 407                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap1);
 408                 if (i1 < 0)
 409                         goto error;
 410                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 411                                 i_pos, o_pos, div_off);
 412         }
 413
 414         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 415                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap1);
 416                 if (i1 < 0)
 417                         goto error;
 418                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 419                                 i_pos, o_pos, div_off);
 420         }
 421
 422         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 423                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(ctx, bmap1);
 424                 if (i1 < 0)
 425                         goto error;
 426                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 427                          i_pos, o_pos, div_off);
 428         }
 429
 430         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
 431
 432         return bmap1;
 433
 434 error:
 435         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
 436         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
 437         return NULL;
 438 }
 439
 440 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_ctx *ctx,
 441                 struct isl_basic_map *base,
 442                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
 443                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 444 {
 445         struct isl_basic_map *ext;
 446         unsigned flags;
 447         int dims_ok;
 448
 449         base = isl_basic_map_cow(ctx, base);
 450         if (!base)
 451                 goto error;
 452
 453         dims_ok = base && base->nparam == nparam &&
 454                   base->n_in == n_in && base->n_out == n_out &&
 455                   base->extra >= base->n_div + extra;
 456
 457         if (dims_ok && n_eq == 0 && n_ineq == 0)
 458                 return base;
 459
 460         if (base) {
 461                 isl_assert(ctx, base->nparam <= nparam, goto error);
 462                 isl_assert(ctx, base->n_in <= n_in, goto error);
 463                 isl_assert(ctx, base->n_out <= n_out, goto error);
 464                 extra += base->extra;
 465                 n_eq += base->n_eq;
 466                 n_ineq += base->n_ineq;
 467         }
 468
 469         ext = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, n_in, n_out,
 470                                         extra, n_eq, n_ineq);
 471         if (!base)
 472                 return ext;
 473         if (!ext)
 474                 goto error;
 475
 476         flags = base->flags;
 477         ext = add_constraints(ctx, ext, base, 0, 0);
 478         if (ext) {
 479                 ext->flags = flags;
 480                 F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 481         }
 482
 483         return ext;
 484
 485 error:
 486         isl_basic_map_free(ctx, base);
 487         return NULL;
 488 }
 489
 490 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_ctx *ctx,
 491                 struct isl_basic_set *base,
 492                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 493                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 494 {
 495         return (struct isl_basic_set *)
 496                 isl_basic_map_extend(ctx, (struct isl_basic_map *)base,
 497                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 498 }
 499
 500 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_ctx *ctx,
 501                 struct isl_basic_set *bset)
 502 {
 503         return (struct isl_basic_set *)
 504                 isl_basic_map_cow(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 505 }
 506
 507 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_ctx *ctx,
 508                 struct isl_basic_map *bmap)
 509 {
 510         if (!bmap)
 511                 return NULL;
 512
 513         if (bmap->ref > 1) {
 514                 bmap->ref--;
 515                 bmap = isl_basic_map_dup(ctx, bmap);
 516         }
 517         F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 518         return bmap;
 519 }
 520
 521 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
 522 {
 523         if (!set)
 524                 return NULL;
 525
 526         if (set->ref == 1)
 527                 return set;
 528         set->ref--;
 529         return isl_set_dup(ctx, set);
 530 }
 531
 532 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
 533 {
 534         if (!map)
 535                 return NULL;
 536
 537         if (map->ref == 1)
 538                 return map;
 539         map->ref--;
 540         return isl_map_dup(ctx, map);
 541 }
 542
 543 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
 544                         unsigned a_len, unsigned b_len)
 545 {
 546         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
 547         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
 548         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
 549 }
 550
 551 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(struct isl_ctx *ctx,
 552                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 553 {
 554         int i;
 555         struct isl_blk blk;
 556
 557         if (!bset)
 558                 goto error;
 559
 560         isl_assert(ctx, n <= bset->dim, goto error);
 561
 562         if (n == bset->dim)
 563                 return bset;
 564
 565         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
 566         if (!bset)
 567                 return NULL;
 568
 569         blk = isl_blk_alloc(ctx, bset->dim);
 570         if (isl_blk_is_error(blk))
 571                 goto error;
 572
 573         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
 574                 swap_vars(blk,
 575                           bset->eq[i]+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 576
 577         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
 578                 swap_vars(blk,
 579                           bset->ineq[i]+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 580
 581         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
 582                 swap_vars(blk,
 583                           bset->div[i]+1+1+bset->nparam, n, bset->dim - n);
 584
 585         isl_blk_free(ctx, blk);
 586
 587         return bset;
 588
 589 error:
 590         isl_basic_set_free(ctx, bset);
 591         return NULL;
 592 }
 593
 594 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_ctx *ctx,
 595                 struct isl_set *set, unsigned n)
 596 {
 597         int i;
 598         set = isl_set_cow(ctx, set);
 599         if (!set)
 600                 return NULL;
 601
 602         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
 603                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(ctx, set->p[i], n);
 604                 if (!set->p[i]) {
 605                         isl_set_free(ctx, set);
 606                         return NULL;
 607                 }
 608         }
 609         return set;
 610 }
 611
 612 static void constraint_drop_vars(isl_int *c, unsigned n, unsigned rem)
 613 {
 614         isl_seq_cpy(c, c + n, rem);
 615         isl_seq_clr(c + rem, n);
 616 }
 617
 618 struct isl_basic_set *isl_basic_set_drop_vars(struct isl_ctx *ctx,
 619                 struct isl_basic_set *bset, unsigned first, unsigned n)
 620 {
 621         int i;
 622
 623         if (!bset)
 624                 goto error;
 625
 626         isl_assert(ctx, first + n <= bset->dim, goto error);
 627
 628         if (n == 0)
 629                 return bset;
 630
 631         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
 632         if (!bset)
 633                 return NULL;
 634
 635         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
 636                 constraint_drop_vars(bset->eq[i]+1+bset->nparam+first, n,
 637                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 638
 639         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
 640                 constraint_drop_vars(bset->ineq[i]+1+bset->nparam+first, n,
 641                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 642
 643         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
 644                 constraint_drop_vars(bset->div[i]+1+1+bset->nparam+first, n,
 645                                      (bset->dim-first-n)+bset->extra);
 646
 647         bset->dim -= n;
 648         bset->extra += n;
 649
 650         return isl_basic_set_finalize(ctx, bset);
 651 error:
 652         isl_basic_set_free(ctx, bset);
 653         return NULL;
 654 }
 655
 656 struct isl_set *isl_set_drop_vars(struct isl_ctx *ctx,
 657                 struct isl_set *set, unsigned first, unsigned n)
 658 {
 659         int i;
 660
 661         if (!set)
 662                 goto error;
 663
 664         isl_assert(ctx, first + n <= set->dim, goto error);
 665
 666         if (n == 0)
 667                 return set;
 668         set = isl_set_cow(ctx, set);
 669         if (!set)
 670                 goto error;
 671
 672         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
 673                 set->p[i] = isl_basic_set_drop_vars(ctx, set->p[i], first, n);
 674                 if (!set->p[i])
 675                         goto error;
 676         }
 677         set->dim -= n;
 678
 679         return set;
 680 error:
 681         isl_set_free(ctx, set);
 682         return NULL;
 683 }
 684
 685 /*
 686  * We don't cow, as the div is assumed to be redundant.
 687  */
 688 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_drop_div(struct isl_ctx *ctx,
 689                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
 690 {
 691         int i;
 692         unsigned pos;
 693
 694         if (!bmap)
 695                 goto error;
 696
 697         pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
 698
 699         isl_assert(ctx, div < bmap->n_div, goto error);
 700
 701         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 702                 constraint_drop_vars(bmap->eq[i]+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 703
 704         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
 705                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][pos])) {
 706                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, i);
 707                         --i;
 708                         continue;
 709                 }
 710                 constraint_drop_vars(bmap->ineq[i]+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 711         }
 712
 713         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 714                 constraint_drop_vars(bmap->div[i]+1+pos, 1, bmap->extra-div-1);
 715
 716         if (div != bmap->n_div - 1) {
 717                 int j;
 718                 isl_int *t = bmap->div[div];
 719
 720                 for (j = div; j < bmap->n_div - 1; ++j)
 721                         bmap->div[j] = bmap->div[j+1];
 722
 723                 bmap->div[bmap->n_div - 1] = t;
 724         }
 725         isl_basic_map_free_div(ctx, bmap, 1);
 726
 727         return bmap;
 728 error:
 729         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
 730         return NULL;
 731 }
 732
 733 static void eliminate_div(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
 734                                 isl_int *eq, unsigned div)
 735 {
 736         int i;
 737         unsigned pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
 738         unsigned len;
 739         len = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 740
 741         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 742                 if (bmap->eq[i] != eq)
 743                         isl_seq_elim(bmap->eq[i], eq, pos, len, NULL);
 744
 745         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
 746                 isl_seq_elim(bmap->ineq[i], eq, pos, len, NULL);
 747
 748         /* We need to be careful about circular definitions,
 749          * so for now we just remove the definitions of other divs that
 750          * depend on this div and (possibly) recompute them later.
 751          */
 752         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 753                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]) &&
 754                     !isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
 755                         isl_seq_clr(bmap->div[i], 1 + len);
 756
 757         isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, div);
 758 }
 759
 760 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(
 761                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
 762 {
 763         int i = 0;
 764         unsigned total;
 765         if (!bmap)
 766                 goto error;
 767         total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra;
 768         isl_basic_map_free_div(ctx, bmap, bmap->n_div);
 769         isl_basic_map_free_inequality(ctx, bmap, bmap->n_ineq);
 770         if (bmap->n_eq > 0)
 771                 isl_basic_map_free_equality(ctx, bmap, bmap->n_eq-1);
 772         else {
 773                 isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
 774                 if (i < 0)
 775                         goto error;
 776         }
 777         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
 778         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
 779         F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
 780         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
 781 error:
 782         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
 783         return NULL;
 784 }
 785
 786 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(
 787                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
 788 {
 789         return (struct isl_basic_set *)
 790                 isl_basic_map_set_to_empty(ctx, (struct isl_basic_map *)bset);
 791 }
 792
 793 static void swap_equality(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 794 {
 795         isl_int *t = bmap->eq[a];
 796         bmap->eq[a] = bmap->eq[b];
 797         bmap->eq[b] = t;
 798 }
 799
 800 static void swap_inequality(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 801 {
 802         isl_int *t = bmap->ineq[a];
 803         bmap->ineq[a] = bmap->ineq[b];
 804         bmap->ineq[b] = t;
 805 }
 806
 807 static void swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
 808 {
 809         int i;
 810         unsigned off = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 811         isl_int *t = bmap->div[a];
 812         bmap->div[a] = bmap->div[b];
 813         bmap->div[b] = t;
 814
 815         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
 816                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
 817
 818         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
 819                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
 820
 821         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 822                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
 823 }
 824
 825 struct isl_basic_map *isl_basic_map_gauss(struct isl_ctx *ctx,
 826         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
 827 {
 828         int k;
 829         int done;
 830         int last_var;
 831         unsigned total_var;
 832         unsigned total;
 833
 834         if (!bmap)
 835                 return NULL;
 836
 837         total_var = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
 838         total = total_var + bmap->n_div;
 839
 840         last_var = total - 1;
 841         for (done = 0; done < bmap->n_eq; ++done) {
 842                 for (; last_var >= 0; --last_var) {
 843                         for (k = done; k < bmap->n_eq; ++k)
 844                                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[k][1+last_var]))
 845                                         break;
 846                         if (k < bmap->n_eq)
 847                                 break;
 848                 }
 849                 if (last_var < 0)
 850                         break;
 851                 if (k != done)
 852                         swap_equality(bmap, k, done);
 853                 if (isl_int_is_neg(bmap->eq[done][1+last_var]))
 854                         isl_seq_neg(bmap->eq[done], bmap->eq[done], 1+total);
 855
 856                 for (k = 0; k < bmap->n_eq; ++k) {
 857                         if (k == done)
 858                                 continue;
 859                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[k][1+last_var]))
 860                                 continue;
 861                         if (progress)
 862                                 *progress = 1;
 863                         isl_seq_elim(bmap->eq[k], bmap->eq[done],
 864                                         1+last_var, 1+total, NULL);
 865                 }
 866
 867                 for (k = 0; k < bmap->n_ineq; ++k) {
 868                         if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[k][1+last_var]))
 869                                 continue;
 870                         if (progress)
 871                                 *progress = 1;
 872                         isl_seq_elim(bmap->ineq[k], bmap->eq[done],
 873                                         1+last_var, 1+total, NULL);
 874                 }
 875
 876                 for (k = 0; k < bmap->n_div; ++k) {
 877                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
 878                                 continue;
 879                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][1+1+last_var]))
 880                                 continue;
 881                         if (progress)
 882                                 *progress = 1;
 883                         isl_seq_elim(bmap->div[k]+1, bmap->eq[done],
 884                                         1+last_var, 1+total, &bmap->div[k][0]);
 885                 }
 886
 887                 if (last_var >= total_var &&
 888                     isl_int_is_zero(bmap->div[last_var - total_var][0])) {
 889                         unsigned div = last_var - total_var;
 890                         isl_seq_neg(bmap->div[div]+1, bmap->eq[done], 1+total);
 891                         isl_int_set_si(bmap->div[div][1+1+last_var], 0);
 892                         isl_int_set(bmap->div[div][0],
 893                                     bmap->eq[done][1+last_var]);
 894                 }
 895         }
 896         if (done == bmap->n_eq)
 897                 return bmap;
 898         for (k = done; k < bmap->n_eq; ++k) {
 899                 if (isl_int_is_zero(bmap->eq[k][0]))
 900                         continue;
 901                 return isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 902         }
 903         isl_basic_map_free_equality(ctx, bmap, bmap->n_eq-done);
 904         return bmap;
 905 }
 906
 907 struct isl_basic_set *isl_basic_set_gauss(struct isl_ctx *ctx,
 908         struct isl_basic_set *bset, int *progress)
 909 {
 910         return (struct isl_basic_set*)isl_basic_map_gauss(ctx,
 911                         (struct isl_basic_map *)bset, progress);
 912 }
 913
 914 static unsigned int round_up(unsigned int v)
 915 {
 916         int old_v = v;
 917
 918         while (v) {
 919                 old_v = v;
 920                 v ^= v & -v;
 921         }
 922         return old_v << 1;
 923 }
 924
 925 static int hash_index(int *index, unsigned int size, int bits,
 926                         struct isl_basic_map *bmap, int k)
 927 {
 928         int h;
 929         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 930         u_int32_t hash = isl_seq_hash(bmap->ineq[k]+1, total, bits);
 931         for (h = hash; index[h]; h = (h+1) % size)
 932                 if (k != index[h]-1 &&
 933                     isl_seq_eq(bmap->ineq[k]+1,
 934                                bmap->ineq[index[h]-1]+1, total))
 935                         break;
 936         return h;
 937 }
 938
 939 static struct isl_basic_map *remove_duplicate_constraints(
 940         struct isl_ctx *ctx,
 941         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
 942 {
 943         unsigned int size;
 944         int *index;
 945         int k, l, h;
 946         int bits;
 947         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
 948         isl_int sum;
 949
 950         if (bmap->n_ineq <= 1)
 951                 return bmap;
 952
 953         size = round_up(4 * (bmap->n_ineq+1) / 3 - 1);
 954         bits = ffs(size) - 1;
 955         index = isl_alloc_array(ctx, int, size);
 956         memset(index, 0, size * sizeof(int));
 957         if (!index)
 958                 return bmap;
 959
 960         index[isl_seq_hash(bmap->ineq[0]+1, total, bits)] = 1;
 961         for (k = 1; k < bmap->n_ineq; ++k) {
 962                 h = hash_index(index, size, bits, bmap, k);
 963                 if (!index[h]) {
 964                         index[h] = k+1;
 965                         continue;
 966                 }
 967                 *progress = 1;
 968                 l = index[h] - 1;
 969                 if (isl_int_lt(bmap->ineq[k][0], bmap->ineq[l][0]))
 970                         swap_inequality(bmap, k, l);
 971                 isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, k);
 972                 --k;
 973         }
 974         isl_int_init(sum);
 975         for (k = 0; k < bmap->n_ineq-1; ++k) {
 976                 isl_seq_neg(bmap->ineq[k]+1, bmap->ineq[k]+1, total);
 977                 h = hash_index(index, size, bits, bmap, k);
 978                 isl_seq_neg(bmap->ineq[k]+1, bmap->ineq[k]+1, total);
 979                 if (!index[h])
 980                         continue;
 981                 l = index[h] - 1;
 982                 isl_int_add(sum, bmap->ineq[k][0], bmap->ineq[l][0]);
 983                 if (isl_int_is_pos(sum))
 984                         continue;
 985                 if (isl_int_is_zero(sum)) {
 986                         /* We need to break out of the loop after these
 987                          * changes since the contents of the hash
 988                          * will no longer be valid.
 989                          * Plus, we probably we want to regauss first.
 990                          */
 991                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, l);
 992                         isl_basic_map_inequality_to_equality(ctx, bmap, k);
 993                 } else
 994                         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
 995                 break;
 996         }
 997         isl_int_clear(sum);
 998
 999         free(index);
1000         return bmap;
1001 }
1002
1003 static struct isl_basic_map *remove_duplicate_divs(struct isl_ctx *ctx,
1004         struct isl_basic_map *bmap, int *progress)
1005 {
1006         unsigned int size;
1007         int *index;
1008         int k, l, h;
1009         int bits;
1010         struct isl_blk eq;
1011         unsigned total_var = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
1012         unsigned total = total_var + bmap->n_div;
1013
1014         if (bmap->n_div <= 1)
1015                 return bmap;
1016
1017         for (k = bmap->n_div - 1; k >= 0; --k)
1018                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
1019                         break;
1020         if (k <= 0)
1021                 return bmap;
1022
1023         size = round_up(4 * bmap->n_div / 3 - 1);
1024         bits = ffs(size) - 1;
1025         index = isl_alloc_array(ctx, int, size);
1026         memset(index, 0, size * sizeof(int));
1027         if (!index)
1028                 return bmap;
1029         eq = isl_blk_alloc(ctx, 1+total);
1030         if (isl_blk_is_error(eq))
1031                 goto out;
1032
1033         isl_seq_clr(eq.data, 1+total);
1034         index[isl_seq_hash(bmap->div[k], 2+total, bits)] = k + 1;
1035         for (--k; k >= 0; --k) {
1036                 u_int32_t hash;
1037
1038                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[k][0]))
1039                         continue;
1040
1041                 hash = isl_seq_hash(bmap->div[k], 2+total, bits);
1042                 for (h = hash; index[h]; h = (h+1) % size)
1043                         if (isl_seq_eq(bmap->div[k],
1044                                        bmap->div[index[h]-1], 2+total))
1045                                 break;
1046                 if (index[h]) {
1047                         *progress = 1;
1048                         l = index[h] - 1;
1049                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+k], -1);
1050                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+l], 1);
1051                         eliminate_div(ctx, bmap, eq.data, l);
1052                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+k], 0);
1053                         isl_int_set_si(eq.data[1+total_var+l], 0);
1054                 }
1055                 index[h] = k+1;
1056         }
1057
1058         isl_blk_free(ctx, eq);
1059 out:
1060         free(index);
1061         return bmap;
1062 }
1063
1064 /* Elimininate divs based on equalities
1065  */
1066 static struct isl_basic_map *eliminate_divs_eq(
1067                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1068                 int *progress)
1069 {
1070         int d;
1071         int i;
1072         int modified = 0;
1073         unsigned off;
1074
1075         if (!bmap)
1076                 return NULL;
1077
1078         off = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
1079
1080         for (d = bmap->n_div - 1; d >= 0 ; --d) {
1081                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1082                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][off + d]) &&
1083                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][off + d]))
1084                                 continue;
1085                         modified = 1;
1086                         *progress = 1;
1087                         eliminate_div(ctx, bmap, bmap->eq[i], d);
1088                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
1089                         break;
1090                 }
1091         }
1092         if (modified)
1093                 return eliminate_divs_eq(ctx, bmap, progress);
1094         return bmap;
1095 }
1096
1097 static struct isl_basic_map *normalize_constraints(
1098                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
1099 {
1100         int i;
1101         isl_int gcd;
1102         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1103
1104         isl_int_init(gcd);
1105         for (i = bmap->n_eq - 1; i >= 0; --i) {
1106                 isl_seq_gcd(bmap->eq[i]+1, total, &gcd);
1107                 if (isl_int_is_zero(gcd)) {
1108                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][0])) {
1109                                 bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
1110                                 break;
1111                         }
1112                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
1113                         continue;
1114                 }
1115                 if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
1116                         isl_int_gcd(gcd, gcd, bmap->eq[i][0]);
1117                 if (isl_int_is_one(gcd))
1118                         continue;
1119                 if (!isl_int_is_divisible_by(bmap->eq[i][0], gcd)) {
1120                         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
1121                         break;
1122                 }
1123                 isl_seq_scale_down(bmap->eq[i], bmap->eq[i], gcd, 1+total);
1124         }
1125
1126         for (i = bmap->n_ineq - 1; i >= 0; --i) {
1127                 isl_seq_gcd(bmap->ineq[i]+1, total, &gcd);
1128                 if (isl_int_is_zero(gcd)) {
1129                         if (isl_int_is_neg(bmap->ineq[i][0])) {
1130                                 bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
1131                                 break;
1132                         }
1133                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, i);
1134                         continue;
1135                 }
1136                 if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
1137                         isl_int_gcd(gcd, gcd, bmap->ineq[i][0]);
1138                 if (isl_int_is_one(gcd))
1139                         continue;
1140                 isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[i][0], bmap->ineq[i][0], gcd);
1141                 isl_seq_scale_down(bmap->ineq[i]+1, bmap->ineq[i]+1, gcd, total);
1142         }
1143         isl_int_clear(gcd);
1144
1145         return bmap;
1146 }
1147
1148
1149 /* Eliminate the specified variables from the constraints using
1150  * Fourier-Motzkin.  The variables themselves are not removed.
1151  */
1152 struct isl_basic_map *isl_basic_map_eliminate_vars(struct isl_ctx *ctx,
1153         struct isl_basic_map *bmap, int pos, unsigned n)
1154 {
1155         int d;
1156         int i, j, k;
1157         unsigned total;
1158         unsigned extra;
1159
1160         if (!bmap)
1161                 return NULL;
1162         total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1163         extra = bmap->extra - bmap->n_div;
1164
1165         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1166         bmap = isl_basic_map_gauss(ctx, bmap, NULL);
1167         for (d = pos + n - 1; d >= pos; --d) {
1168                 int n_lower, n_upper;
1169                 if (!bmap)
1170                         return NULL;
1171                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1172                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
1173                                 continue;
1174                         isl_basic_map_drop_equality(ctx, bmap, i);
1175                         break;
1176                 }
1177                 if (i < bmap->n_eq)
1178                         continue;
1179                 n_lower = 0;
1180                 n_upper = 0;
1181                 for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1182                         if (isl_int_is_pos(bmap->ineq[i][1+d]))
1183                                 n_lower++;
1184                         else if (isl_int_is_neg(bmap->ineq[i][1+d]))
1185                                 n_upper++;
1186                 }
1187                 bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1188                                 bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 0,
1189                                 0, n_lower * n_upper);
1190                 for (i = bmap->n_ineq - 1; i >= 0; --i) {
1191                         int last;
1192                         if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1+d]))
1193                                 continue;
1194                         last = -1;
1195                         for (j = 0; j < i; ++j) {
1196                                 if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[j][1+d]))
1197                                         continue;
1198                                 last = j;
1199                                 if (isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1+d]) ==
1200                                     isl_int_sgn(bmap->ineq[j][1+d]))
1201                                         continue;
1202                                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1203                                 if (k < 0)
1204                                         goto error;
1205                                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], bmap->ineq[i],
1206                                                 1+total);
1207                                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+total, extra);
1208                                 isl_seq_elim(bmap->ineq[k], bmap->ineq[j],
1209                                                 1+d, 1+total, NULL);
1210                         }
1211                         isl_basic_map_drop_inequality(ctx, bmap, i);
1212                         i = last + 1;
1213                 }
1214                 if (n_lower > 0 && n_upper > 0) {
1215                         bmap = normalize_constraints(ctx, bmap);
1216                         bmap = isl_basic_map_gauss(ctx, bmap, NULL);
1217                         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
1218                                 break;
1219                 }
1220         }
1221         return bmap;
1222 error:
1223         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1224         return NULL;
1225 }
1226
1227 struct isl_basic_set *isl_basic_set_eliminate_vars(struct isl_ctx *ctx,
1228         struct isl_basic_set *bset, unsigned pos, unsigned n)
1229 {
1230         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_eliminate_vars(ctx,
1231                         (struct isl_basic_map *)bset, pos, n);
1232 }
1233
1234 /* Elimininate divs based on inequalities
1235  */
1236 static struct isl_basic_map *eliminate_divs_ineq(
1237                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1238                 int *progress)
1239 {
1240         int d;
1241         int i;
1242         unsigned off;
1243
1244         if (!bmap)
1245                 return NULL;
1246
1247         off = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
1248
1249         for (d = bmap->n_div - 1; d >= 0 ; --d) {
1250                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1251                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][off + d]))
1252                                 break;
1253                 if (i < bmap->n_eq)
1254                         continue;
1255                 for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1256                         if (isl_int_abs_gt(bmap->ineq[i][off + d], ctx->one))
1257                                 break;
1258                 if (i < bmap->n_ineq)
1259                         continue;
1260                 *progress = 1;
1261                 bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(ctx, bmap, (off-1)+d, 1);
1262                 if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
1263                         break;
1264                 bmap = isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, d);
1265                 if (!bmap)
1266                         break;
1267         }
1268         return bmap;
1269 }
1270
1271 struct isl_basic_map *isl_basic_map_simplify(
1272                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
1273 {
1274         int progress = 1;
1275         if (!bmap)
1276                 return NULL;
1277         while (progress) {
1278                 progress = 0;
1279                 bmap = normalize_constraints(ctx, bmap);
1280                 bmap = eliminate_divs_eq(ctx, bmap, &progress);
1281                 bmap = eliminate_divs_ineq(ctx, bmap, &progress);
1282                 bmap = isl_basic_map_gauss(ctx, bmap, &progress);
1283                 bmap = remove_duplicate_divs(ctx, bmap, &progress);
1284                 bmap = remove_duplicate_constraints(ctx, bmap, &progress);
1285         }
1286         return bmap;
1287 }
1288
1289 struct isl_basic_set *isl_basic_set_simplify(
1290                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset)
1291 {
1292         return (struct isl_basic_set *)
1293                 isl_basic_map_simplify(ctx,
1294                         (struct isl_basic_map *)bset);
1295 }
1296
1297 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1298                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1299 {
1300         unsigned in = bmap->n_in;
1301         unsigned dim = bmap->n_in + bmap->n_out;
1302         if (!pos)
1303                 isl_int_print(out, c);
1304         else {
1305                 if (!isl_int_is_one(c))
1306                         isl_int_print(out, c);
1307                 if (pos < 1 + bmap->nparam)
1308                         fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1309                 else if (pos < 1 + bmap->nparam + in)
1310                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - bmap->nparam);
1311                 else if (pos < 1 + bmap->nparam + dim)
1312                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - bmap->nparam - in);
1313                 else
1314                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - bmap->nparam - dim);
1315         }
1316 }
1317
1318 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1319                                 int sign, FILE *out)
1320 {
1321         int i;
1322         int first;
1323         unsigned len = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1324         isl_int v;
1325
1326         isl_int_init(v);
1327         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1328                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1329                         continue;
1330                 if (!first)
1331                         fprintf(out, " + ");
1332                 first = 0;
1333                 isl_int_abs(v, c[i]);
1334                 dump_term(bmap, v, i, out);
1335         }
1336         isl_int_clear(v);
1337         if (first)
1338                 fprintf(out, "0");
1339 }
1340
1341 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1342                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1343 {
1344         int i;
1345
1346         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1347
1348         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1349         fprintf(out, " %s ", op);
1350         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1351
1352         fprintf(out, "\n");
1353
1354         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1355                 if (isl_int_is_zero(c[1+bmap->nparam+bmap->n_in+bmap->n_out+i]))
1356                         continue;
1357                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1358                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1359         }
1360 }
1361
1362 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1363                                 isl_int **c, unsigned n,
1364                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1365 {
1366         int i;
1367
1368         for (i = 0; i < n; ++i)
1369                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1370 }
1371
1372 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1373 {
1374         int j;
1375         int first = 1;
1376         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1377
1378         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1379                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1380                         continue;
1381                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1382                         fprintf(out, "+");
1383                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1384                 first = 0;
1385         }
1386 }
1387
1388 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1389 {
1390         int i;
1391
1392         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1393         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1394
1395         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1396                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1397                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1398                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1399                 fprintf(out, ")/");
1400                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0]);
1401                 fprintf(out, "]\n");
1402         }
1403 }
1404
1405 void isl_basic_set_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1406                                 FILE *out, int indent)
1407 {
1408         if (!bset) {
1409                 fprintf(out, "null basic set\n");
1410                 return;
1411         }
1412
1413         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1414         fprintf(out, "nparam: %d, dim: %d, extra: %d\n",
1415                         bset->nparam, bset->dim, bset->extra);
1416         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1417 }
1418
1419 void isl_basic_map_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1420                                 FILE *out, int indent)
1421 {
1422         if (!bmap) {
1423                 fprintf(out, "null basic map\n");
1424                 return;
1425         }
1426
1427         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1428         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1429                 bmap->ref,
1430                 bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, bmap->extra, bmap->flags);
1431         dump(bmap, out, indent);
1432 }
1433
1434 int isl_inequality_negate(struct isl_ctx *ctx,
1435                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1436 {
1437         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
1438         isl_assert(ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1439         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1440         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1441         return 0;
1442 }
1443
1444 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1445                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1446 {
1447         struct isl_set *set;
1448
1449         set = isl_alloc(ctx, struct isl_set,
1450                         sizeof(struct isl_set) +
1451                         n * sizeof(struct isl_basic_set *));
1452         if (!set)
1453                 return NULL;
1454
1455         set->ref = 1;
1456         set->size = n;
1457         set->n = 0;
1458         set->nparam = nparam;
1459         set->zero = 0;
1460         set->dim = dim;
1461         set->flags = flags;
1462         return set;
1463 }
1464
1465 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
1466 {
1467         int i;
1468         struct isl_set *dup;
1469
1470         dup = isl_set_alloc(ctx, set->nparam, set->dim, set->n, set->flags);
1471         if (!dup)
1472                 return NULL;
1473         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1474                 dup = isl_set_add(ctx, dup,
1475                                   isl_basic_set_dup(ctx, set->p[i]));
1476         return dup;
1477 }
1478
1479 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_ctx *ctx,
1480                                 struct isl_basic_set *bset)
1481 {
1482         struct isl_set *set;
1483
1484         set = isl_set_alloc(ctx, bset->nparam, bset->dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1485         if (!set) {
1486                 isl_basic_set_free(ctx, bset);
1487                 return NULL;
1488         }
1489         return isl_set_add(ctx, set, bset);
1490 }
1491
1492 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_ctx *ctx,
1493                                 struct isl_basic_map *bmap)
1494 {
1495         struct isl_map *map;
1496
1497         map = isl_map_alloc(ctx, bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 1,
1498                                 ISL_MAP_DISJOINT);
1499         if (!map) {
1500                 isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1501                 return NULL;
1502         }
1503         return isl_map_add(ctx, map, bmap);
1504 }
1505
1506 struct isl_set *isl_set_add(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
1507                                 struct isl_basic_set *bset)
1508 {
1509         if (!bset || !set)
1510                 goto error;
1511         isl_assert(ctx, set->nparam == bset->nparam, goto error);
1512         isl_assert(ctx, set->dim == bset->dim, goto error);
1513         isl_assert(ctx, set->n < set->size, goto error);
1514         set->p[set->n] = bset;
1515         set->n++;
1516         return set;
1517 error:
1518         if (set)
1519                 isl_set_free(ctx, set);
1520         if (bset)
1521                 isl_basic_set_free(ctx, bset);
1522         return NULL;
1523 }
1524
1525 void isl_set_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
1526 {
1527         int i;
1528
1529         if (!set)
1530                 return;
1531
1532         if (--set->ref > 0)
1533                 return;
1534
1535         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1536                 isl_basic_set_free(ctx, set->p[i]);
1537         free(set);
1538 }
1539
1540 void isl_set_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set, FILE *out,
1541                   int indent)
1542 {
1543         int i;
1544
1545         if (!set) {
1546                 fprintf(out, "null set\n");
1547                 return;
1548         }
1549
1550         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1551         fprintf(out, "ref: %d, n: %d\n", set->ref, set->n);
1552         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1553                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1554                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1555                 isl_basic_set_dump(ctx, set->p[i], out, indent+4);
1556         }
1557 }
1558
1559 void isl_map_dump(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map, FILE *out,
1560                   int indent)
1561 {
1562         int i;
1563
1564         if (!map) {
1565                 fprintf(out, "null map\n");
1566                 return;
1567         }
1568
1569         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1570         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d\n",
1571                         map->ref, map->n, map->nparam, map->n_in, map->n_out);
1572         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1573                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1574                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1575                 isl_basic_map_dump(ctx, map->p[i], out, indent+4);
1576         }
1577 }
1578
1579 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1580                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1581                 struct isl_basic_set *bset)
1582 {
1583         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1584
1585         if (!bmap || !bset)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(ctx, bset->dim == bmap->n_in, goto error);
1589         isl_assert(ctx, bset->nparam == bmap->nparam, goto error);
1590
1591         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1592                         bset->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out,
1593                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1594         if (!bmap)
1595                 goto error;
1596         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset,
1597                                                 bset->dim, 0);
1598         bmap = add_constraints(ctx, bmap, bmap_domain, 0, 0);
1599
1600         bmap = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap);
1601         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1602 error:
1603         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1604         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1605         return NULL;
1606 }
1607
1608 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1609                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
1610                 struct isl_basic_set *bset)
1611 {
1612         struct isl_basic_map *bmap_range;
1613
1614         if (!bmap || !bset)
1615                 goto error;
1616
1617         isl_assert(ctx, bset->dim == bmap->n_out, goto error);
1618         isl_assert(ctx, bset->nparam == bmap->nparam, goto error);
1619
1620         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
1621                         bset->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out,
1622                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1623         if (!bmap)
1624                 goto error;
1625         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset,
1626                                                 0, bset->dim);
1627         bmap = add_constraints(ctx, bmap, bmap_range, 0, 0);
1628
1629         bmap = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap);
1630         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1631 error:
1632         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1633         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1634         return NULL;
1635 }
1636
1637 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1638                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1639                 struct isl_basic_map *bmap2)
1640 {
1641         if (!bmap1 || !bmap2)
1642                 goto error;
1643
1644         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1645         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
1646         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_out, goto error);
1647
1648         bmap1 = isl_basic_map_extend(ctx, bmap1,
1649                         bmap1->nparam, bmap1->n_in, bmap1->n_out,
1650                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1651         if (!bmap1)
1652                 goto error;
1653         bmap1 = add_constraints(ctx, bmap1, bmap2, 0, 0);
1654
1655         bmap1 = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap1);
1656         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap1);
1657 error:
1658         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1659         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1660         return NULL;
1661 }
1662
1663 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1664                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset1,
1665                 struct isl_basic_set *bset2)
1666 {
1667         return (struct isl_basic_set *)
1668                 isl_basic_map_intersect(ctx,
1669                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1670                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1671 }
1672
1673 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
1674                 struct isl_map *map2)
1675 {
1676         unsigned flags = 0;
1677         struct isl_map *result;
1678         int i, j;
1679
1680         if (!map1 || !map2)
1681                 goto error;
1682
1683         if (F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
1684             F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
1685                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
1686
1687         result = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map1->n_out,
1688                                 map1->n * map2->n, flags);
1689         if (!result)
1690                 goto error;
1691         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
1692                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
1693                         struct isl_basic_map *part;
1694                         part = isl_basic_map_intersect(ctx,
1695                                     isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]),
1696                                     isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[j]));
1697                         if (isl_basic_map_is_empty(ctx, part))
1698                                 isl_basic_map_free(ctx, part);
1699                         else
1700                                 result = isl_map_add(ctx, result, part);
1701                         if (!result)
1702                                 goto error;
1703                 }
1704         isl_map_free(ctx, map1);
1705         isl_map_free(ctx, map2);
1706         return result;
1707 error:
1708         isl_map_free(ctx, map1);
1709         isl_map_free(ctx, map2);
1710         return NULL;
1711 }
1712
1713 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_ctx *ctx,
1714                 struct isl_basic_map *bmap)
1715 {
1716         struct isl_basic_set *bset;
1717         unsigned in;
1718
1719         if (!bmap)
1720                 return NULL;
1721         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1722         if (!bmap)
1723                 return NULL;
1724         in = bmap->n_in;
1725         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
1726         bset = isl_basic_set_swap_vars(ctx, bset, in);
1727         return isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, bset->dim-in, in);
1728 }
1729
1730 /* Turn final n dimensions into existentially quantified variables.
1731  */
1732 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(
1733                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1734                 unsigned n, unsigned flags)
1735 {
1736         int i;
1737         size_t row_size;
1738         isl_int **new_div;
1739         isl_int *old;
1740
1741         if (!bset)
1742                 return NULL;
1743
1744         isl_assert(ctx, n <= bset->dim, goto error);
1745
1746         if (n == 0)
1747                 return bset;
1748
1749         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
1750
1751         row_size = 1 + bset->nparam + bset->dim + bset->extra;
1752         old = bset->block2.data;
1753         bset->block2 = isl_blk_extend(ctx, bset->block2,
1754                                         (bset->extra + n) * (1 + row_size));
1755         if (!bset->block2.data)
1756                 goto error;
1757         new_div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, bset->extra + n);
1758         if (!new_div)
1759                 goto error;
1760         for (i = 0; i < n; ++i) {
1761                 new_div[i] = bset->block2.data +
1762                                 (bset->extra + i) * (1 + row_size);
1763                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
1764         }
1765         for (i = 0; i < bset->extra; ++i)
1766                 new_div[n + i] = bset->block2.data + (bset->div[i] - old);
1767         free(bset->div);
1768         bset->div = new_div;
1769         bset->n_div += n;
1770         bset->extra += n;
1771         bset->dim -= n;
1772         bset = isl_basic_set_simplify(ctx, bset);
1773         return isl_basic_set_finalize(ctx, bset);
1774 error:
1775         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1776         return NULL;
1777 }
1778
1779 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1780                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1781                 struct isl_basic_map *bmap2)
1782 {
1783         struct isl_basic_set *bset;
1784         unsigned n_in, n_out;
1785
1786         if (!bmap1 || !bmap2)
1787                 goto error;
1788
1789         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_in, goto error);
1790         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1791
1792         n_in = bmap1->n_in;
1793         n_out = bmap2->n_out;
1794
1795         bmap2 = isl_basic_map_reverse(ctx, bmap2);
1796         if (!bmap2)
1797                 goto error;
1798         bmap1 = isl_basic_map_extend(ctx, bmap1, bmap1->nparam,
1799                         bmap1->n_in + bmap2->n_in, bmap1->n_out,
1800                         bmap2->extra, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1801         if (!bmap1)
1802                 goto error;
1803         bmap1 = add_constraints(ctx, bmap1, bmap2, bmap1->n_in - bmap2->n_in, 0);
1804         bmap1 = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap1);
1805         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap1);
1806         bset = isl_basic_set_project_out(ctx, bset,
1807                                                 bset->dim - (n_in + n_out), 0);
1808         return isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, n_in, n_out);
1809 error:
1810         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1811         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1812         return NULL;
1813 }
1814
1815 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
1816                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
1817                 struct isl_basic_map *bmap2)
1818 {
1819         if (!bmap1 || !bmap2)
1820                 goto error;
1821
1822         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
1823         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
1824
1825         bmap1 = isl_basic_map_reverse(ctx, bmap1);
1826         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(ctx, bmap1, bmap2);
1827         return isl_basic_map_reverse(ctx, bmap1);
1828 error:
1829         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
1830         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
1831         return NULL;
1832 }
1833
1834 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_ctx *ctx,
1835                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1836 {
1837         int i;
1838         i = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
1839         if (i < 0)
1840                 goto error;
1841         isl_seq_clr(bmap->eq[i],
1842                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1843         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+bmap->nparam+pos], -1);
1844         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], 1);
1845         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1846 error:
1847         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1848         return NULL;
1849 }
1850
1851 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_ctx *ctx,
1852                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1853 {
1854         int i;
1855         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1856         if (i < 0)
1857                 goto error;
1858         isl_seq_clr(bmap->ineq[i],
1859                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1860         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
1861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+pos], -1);
1862         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], 1);
1863         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1864 error:
1865         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1866         return NULL;
1867 }
1868
1869 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_ctx *ctx,
1870                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1871 {
1872         int i;
1873         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1874         if (i < 0)
1875                 goto error;
1876         isl_seq_clr(bmap->ineq[i],
1877                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
1878         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
1879         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+pos], 1);
1880         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+bmap->nparam+bmap->n_in+pos], -1);
1881         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1882 error:
1883         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
1884         return NULL;
1885 }
1886
1887 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_ctx *ctx,
1888                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned n_equal)
1889 {
1890         int i;
1891         struct isl_basic_map *bmap;
1892         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, n_equal, 0);
1893         if (!bmap)
1894                 return NULL;
1895         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
1896                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1897         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1898 }
1899
1900 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_ctx *ctx,
1901                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned pos)
1902 {
1903         int i;
1904         struct isl_basic_map *bmap;
1905         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, pos, 1);
1906         if (!bmap)
1907                 return NULL;
1908         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
1909                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1910         if (bmap)
1911                 bmap = var_less(ctx, bmap, pos);
1912         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1913 }
1914
1915 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_ctx *ctx,
1916                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned pos)
1917 {
1918         int i;
1919         struct isl_basic_map *bmap;
1920         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, pos, 1);
1921         if (!bmap)
1922                 return NULL;
1923         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
1924                 bmap = var_equal(ctx, bmap, i);
1925         if (bmap)
1926                 bmap = var_more(ctx, bmap, pos);
1927         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1928 }
1929
1930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
1931                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
1932                 unsigned n_in, unsigned n_out)
1933 {
1934         struct isl_basic_map *bmap;
1935
1936         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
1937         if (!bset)
1938                 return NULL;
1939
1940         isl_assert(ctx, bset->dim == n_in + n_out, goto error);
1941         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
1942         bmap->n_in = n_in;
1943         bmap->n_out = n_out;
1944         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1945 error:
1946         isl_basic_set_free(ctx, bset);
1947         return NULL;
1948 }
1949
1950 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(
1951                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
1952 {
1953         if (!bmap)
1954                 goto error;
1955         if (bmap->n_in == 0)
1956                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
1957         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
1958         if (!bmap)
1959                 goto error;
1960         bmap->n_out += bmap->n_in;
1961         bmap->n_in = 0;
1962         bmap = isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
1963         return (struct isl_basic_set *)bmap;
1964 error:
1965         return NULL;
1966 }
1967
1968 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
1969  *
1970  *              f - m d >= 0
1971  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
1972  *
1973  * Note that the second constraint is the negation of
1974  *
1975  *              f - m d >= n
1976  */
1977 static int add_div_constraints(struct isl_ctx *ctx,
1978                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
1979 {
1980         int i, j;
1981         unsigned div_pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
1982         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra;
1983
1984         i = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1985         if (i < 0)
1986                 return -1;
1987         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, 1+total);
1988         isl_int_neg(bmap->ineq[i][div_pos], bmap->div[div][0]);
1989
1990         j = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, bmap);
1991         if (j < 0)
1992                 return -1;
1993         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
1994         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][div_pos]);
1995         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
1996         return j;
1997 }
1998
1999 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
2000                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap)
2001 {
2002         if (!bmap)
2003                 goto error;
2004         if (bmap->nparam == 0 && bmap->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
2005                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
2006         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
2007         if (!bmap)
2008                 goto error;
2009         bmap->n_out += bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_div;
2010         bmap->nparam = 0;
2011         bmap->n_in = 0;
2012         bmap->extra -= bmap->n_div;
2013         bmap->n_div = 0;
2014         bmap = isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2015         return (struct isl_basic_set *)bmap;
2016 error:
2017         return NULL;
2018 }
2019
2020 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
2021         struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset,
2022         struct isl_basic_map *like)
2023 {
2024         struct isl_basic_map *bmap;
2025         unsigned total;
2026         int i, k;
2027
2028         if (!bset || !like)
2029                 goto error;
2030         isl_assert(ctx, bset->dim ==
2031                         like->nparam + like->n_in + like->n_out + like->n_div,
2032                         goto error);
2033         if (like->nparam == 0 && like->n_in == 0 && like->n_div == 0) {
2034                 isl_basic_map_free(ctx, like);
2035                 return (struct isl_basic_map *)bset;
2036         }
2037         bset = isl_basic_set_cow(ctx, bset);
2038         total = bset->dim + bset->extra;
2039         if (!bset)
2040                 goto error;
2041         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
2042         bmap->nparam = like->nparam;
2043         bmap->n_in = like->n_in;
2044         bmap->n_out = like->n_out;
2045         bmap->extra += like->n_div;
2046         if (bmap->extra) {
2047                 unsigned ltotal;
2048                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
2049                 if (ltotal > total)
2050                         ltotal = total;
2051                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
2052                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
2053                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
2054                         goto error;
2055                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
2056                                                 bmap->extra);
2057                 if (!bmap->div)
2058                         goto error;
2059                 bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap, bmap->nparam,
2060                         bmap->n_in, bmap->n_out, 0, 0, 2 * like->n_div);
2061                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2062                         k = isl_basic_map_alloc_div(ctx, bmap);
2063                         if (k < 0)
2064                                 goto error;
2065                         isl_seq_cpy(bmap->div[k], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
2066                         isl_seq_clr(bmap->div[k]+1+1+ltotal, total - ltotal);
2067                         if (add_div_constraints(ctx, bmap, k) < 0)
2068                                 goto error;
2069                 }
2070         }
2071         isl_basic_map_free(ctx, like);
2072         bmap = isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2073         return bmap;
2074 error:
2075         isl_basic_map_free(ctx, like);
2076         isl_basic_set_free(ctx, bset);
2077         return NULL;
2078 }
2079
2080 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2081 {
2082         int i;
2083
2084         map = isl_map_align_divs(ctx, map);
2085         map = isl_map_cow(ctx, map);
2086         if (!map)
2087                 return NULL;
2088
2089         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2090                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
2091                                 isl_basic_map_underlying_set(ctx, map->p[i]);
2092                 if (!map->p[i])
2093                         goto error;
2094         }
2095         if (map->n == 0)
2096                 map->n_out += map->nparam + map->n_in;
2097         else
2098                 map->n_out = map->p[0]->n_out;
2099         map->nparam = 0;
2100         map->n_in = 0;
2101         return (struct isl_set *)map;
2102 error:
2103         isl_map_free(ctx, map);
2104         return NULL;
2105 }
2106
2107 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_ctx *ctx,
2108                 struct isl_basic_map *bmap)
2109 {
2110         struct isl_basic_set *domain;
2111         unsigned n_out;
2112         if (!bmap)
2113                 return NULL;
2114         n_out = bmap->n_out;
2115         domain = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
2116         return isl_basic_set_project_out(ctx, domain, n_out, 0);
2117 }
2118
2119 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_ctx *ctx,
2120                 struct isl_basic_map *bmap)
2121 {
2122         return isl_basic_map_domain(ctx,
2123                         isl_basic_map_reverse(ctx, bmap));
2124 }
2125
2126 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2127 {
2128         int i;
2129         struct isl_set *set;
2130
2131         if (!map)
2132                 goto error;
2133         map = isl_map_cow(ctx, map);
2134         if (!map)
2135                 goto error;
2136
2137         set = (struct isl_set *) map;
2138         set->zero = 0;
2139         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2140                 set->p[i] = isl_basic_map_range(ctx, map->p[i]);
2141                 if (!set->p[i])
2142                         goto error;
2143         }
2144         F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2145         return set;
2146 error:
2147         isl_map_free(ctx, map);
2148         return NULL;
2149 }
2150
2151 struct isl_map *isl_map_from_set(
2152                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
2153                 unsigned n_in, unsigned n_out)
2154 {
2155         int i;
2156         struct isl_map *map = NULL;
2157
2158         if (!set)
2159                 return NULL;
2160         isl_assert(ctx, set->dim == n_in + n_out, goto error);
2161         set = isl_set_cow(ctx, set);
2162         if (!set)
2163                 return NULL;
2164         map = (struct isl_map *)set;
2165         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2166                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(ctx,
2167                                 set->p[i], n_in, n_out);
2168                 if (!map->p[i])
2169                         goto error;
2170         }
2171         map->n_in = n_in;
2172         map->n_out = n_out;
2173         return map;
2174 error:
2175         isl_set_free(ctx, set);
2176         return NULL;
2177 }
2178
2179 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2180                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
2181                 unsigned flags)
2182 {
2183         struct isl_map *map;
2184
2185         map = isl_alloc(ctx, struct isl_map,
2186                         sizeof(struct isl_map) +
2187                         n * sizeof(struct isl_basic_map *));
2188         if (!map)
2189                 return NULL;
2190
2191         map->ref = 1;
2192         map->size = n;
2193         map->n = 0;
2194         map->nparam = nparam;
2195         map->n_in = in;
2196         map->n_out = out;
2197         map->flags = flags;
2198         return map;
2199 }
2200
2201 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_ctx *ctx,
2202                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
2203 {
2204         struct isl_basic_map *bmap;
2205         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, 1, 0);
2206         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(ctx, bmap);
2207         return bmap;
2208 }
2209
2210 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_ctx *ctx,
2211                 unsigned nparam, unsigned dim)
2212 {
2213         struct isl_basic_set *bset;
2214         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, nparam, dim, 0, 1, 0);
2215         bset = isl_basic_set_set_to_empty(ctx, bset);
2216         return bset;
2217 }
2218
2219 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_ctx *ctx,
2220                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
2221 {
2222         struct isl_basic_map *bmap;
2223         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, 0, 0);
2224         return bmap;
2225 }
2226
2227 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_ctx *ctx,
2228                 unsigned nparam, unsigned dim)
2229 {
2230         struct isl_basic_set *bset;
2231         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, nparam, dim, 0, 0, 0);
2232         return bset;
2233 }
2234
2235 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_ctx *ctx,
2236                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out)
2237 {
2238         return isl_map_alloc(ctx, nparam, in, out, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2239 }
2240
2241 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_ctx *ctx,
2242                 unsigned nparam, unsigned dim)
2243 {
2244         return isl_set_alloc(ctx, nparam, dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2245 }
2246
2247 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2248 {
2249         int i;
2250         struct isl_map *dup;
2251
2252         dup = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out, map->n,
2253                                 map->flags);
2254         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2255                 dup = isl_map_add(ctx, dup,
2256                                   isl_basic_map_dup(ctx, map->p[i]));
2257         return dup;
2258 }
2259
2260 struct isl_map *isl_map_add(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2261                                 struct isl_basic_map *bmap)
2262 {
2263         if (!bmap || !map)
2264                 goto error;
2265         isl_assert(ctx, map->nparam == bmap->nparam, goto error);
2266         isl_assert(ctx, map->n_in == bmap->n_in, goto error);
2267         isl_assert(ctx, map->n_out == bmap->n_out, goto error);
2268         isl_assert(ctx, map->n < map->size, goto error);
2269         map->p[map->n] = bmap;
2270         map->n++;
2271         return map;
2272 error:
2273         if (map)
2274                 isl_map_free(ctx, map);
2275         if (bmap)
2276                 isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2277         return NULL;
2278 }
2279
2280 void isl_map_free(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2281 {
2282         int i;
2283
2284         if (!map)
2285                 return;
2286
2287         if (--map->ref > 0)
2288                 return;
2289
2290         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2291                 isl_basic_map_free(ctx, map->p[i]);
2292         free(map);
2293 }
2294
2295 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *base,
2296                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
2297 {
2298         int i;
2299
2300         base = isl_map_cow(ctx, base);
2301         if (!base)
2302                 return NULL;
2303
2304         isl_assert(ctx, base->nparam <= nparam, goto error);
2305         isl_assert(ctx, base->n_in <= n_in, goto error);
2306         isl_assert(ctx, base->n_out <= n_out, goto error);
2307         base->nparam = nparam;
2308         base->n_in = n_in;
2309         base->n_out = n_out;
2310         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
2311                 base->p[i] = isl_basic_map_extend(ctx, base->p[i],
2312                                 nparam, n_in, n_out, 0, 0, 0);
2313                 if (!base->p[i])
2314                         goto error;
2315         }
2316         return base;
2317 error:
2318         isl_map_free(ctx, base);
2319         return NULL;
2320 }
2321
2322 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_ctx *ctx,
2323                 struct isl_basic_map *bmap,
2324                 unsigned input, int value)
2325 {
2326         int j;
2327
2328         bmap = isl_basic_map_cow(ctx, bmap);
2329         if (!bmap)
2330                 return NULL;
2331         isl_assert(ctx, input < bmap->n_in, goto error);
2332
2333         bmap = isl_basic_map_extend(ctx, bmap,
2334                         bmap->nparam, bmap->n_in, bmap->n_out, 0, 1, 0);
2335         j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
2336         if (j < 0)
2337                 goto error;
2338         isl_seq_clr(bmap->eq[j],
2339                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
2340         isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+bmap->nparam+input], -1);
2341         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
2342         bmap = isl_basic_map_simplify(ctx, bmap);
2343         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2344 error:
2345         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2346         return NULL;
2347 }
2348
2349 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2350                 unsigned input, int value)
2351 {
2352         int i;
2353
2354         map = isl_map_cow(ctx, map);
2355         if (!map)
2356                 return NULL;
2357
2358         isl_assert(ctx, input < map->n_in, goto error);
2359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2360                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_input_si(ctx, map->p[i],
2361                                                                 input, value);
2362                 if (!map->p[i])
2363                         goto error;
2364         }
2365         return map;
2366 error:
2367         isl_map_free(ctx, map);
2368         return NULL;
2369 }
2370
2371 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2372 {
2373         int i;
2374         unsigned t;
2375
2376         map = isl_map_cow(ctx, map);
2377         if (!map)
2378                 return NULL;
2379
2380         t = map->n_in;
2381         map->n_in = map->n_out;
2382         map->n_out = t;
2383         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2384                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(ctx, map->p[i]);
2385                 if (!map->p[i])
2386                         goto error;
2387         }
2388         return map;
2389 error:
2390         isl_map_free(ctx, map);
2391         return NULL;
2392 }
2393
2394 struct isl_map *isl_basic_map_lexmax(struct isl_ctx *ctx,
2395                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
2396                 struct isl_set **empty)
2397 {
2398         return isl_pip_basic_map_lexmax(ctx, bmap, dom, empty);
2399 }
2400
2401 struct isl_map *isl_basic_map_lexmin(struct isl_ctx *ctx,
2402                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
2403                 struct isl_set **empty)
2404 {
2405         return isl_pip_basic_map_lexmin(ctx, bmap, dom, empty);
2406 }
2407
2408 struct isl_set *isl_basic_set_lexmin(struct isl_ctx *ctx,
2409                 struct isl_basic_set *bset)
2410 {
2411         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2412         struct isl_basic_set *dom = NULL;
2413         struct isl_map *min;
2414
2415         if (!bset)
2416                 goto error;
2417         bmap = isl_basic_map_from_basic_set(ctx, bset, 0, bset->dim);
2418         if (!bmap)
2419                 goto error;
2420         dom = isl_basic_set_alloc(ctx, bmap->nparam, 0, 0, 0, 0);
2421         if (!dom)
2422                 goto error;
2423         min = isl_basic_map_lexmin(ctx, bmap, dom, NULL);
2424         return isl_map_range(ctx, min);
2425 error:
2426         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2427         return NULL;
2428 }
2429
2430 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_ctx *ctx,
2431                 struct isl_basic_map *bmap)
2432 {
2433         if (!bmap)
2434                 return NULL;
2435         if (bmap->n_div == 0)
2436                 return isl_map_from_basic_map(ctx, bmap);
2437         return isl_pip_basic_map_compute_divs(ctx, bmap);
2438 }
2439
2440 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2441 {
2442         int i;
2443         struct isl_map *res;
2444
2445         if (!map)
2446                 return NULL;
2447         if (map->n == 0)
2448                 return map;
2449         res = isl_basic_map_compute_divs(ctx,
2450                 isl_basic_map_copy(ctx, map->p[0]));
2451         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
2452                 struct isl_map *r2;
2453                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(ctx,
2454                         isl_basic_map_copy(ctx, map->p[i]));
2455                 if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
2456                         res = isl_map_union_disjoint(ctx, res, r2);
2457                 else
2458                         res = isl_map_union(ctx, res, r2);
2459         }
2460         isl_map_free(ctx, map);
2461
2462         return res;
2463 }
2464
2465 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_ctx *ctx,
2466                 struct isl_basic_set *bset)
2467 {
2468         return (struct isl_set *)
2469                 isl_basic_map_compute_divs(ctx,
2470                         (struct isl_basic_map *)bset);
2471 }
2472
2473 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2474 {
2475         int i;
2476         struct isl_set *set;
2477
2478         if (!map)
2479                 goto error;
2480
2481         map = isl_map_cow(ctx, map);
2482         if (!map)
2483                 return NULL;
2484
2485         set = (struct isl_set *)map;
2486         set->dim = map->n_in;
2487         set->zero = 0;
2488         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2489                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(ctx, map->p[i]);
2490                 if (!set->p[i])
2491                         goto error;
2492         }
2493         F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2494         return set;
2495 error:
2496         isl_map_free(ctx, map);
2497         return NULL;
2498 }
2499
2500 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(struct isl_ctx *ctx,
2501                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2502 {
2503         int i;
2504         unsigned flags = 0;
2505         struct isl_map *map = NULL;
2506
2507         if (!map1 || !map2)
2508                 goto error;
2509
2510         if (map1->n == 0) {
2511                 isl_map_free(ctx, map1);
2512                 return map2;
2513         }
2514         if (map2->n == 0) {
2515                 isl_map_free(ctx, map2);
2516                 return map1;
2517         }
2518
2519         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
2520         isl_assert(ctx, map1->n_in == map2->n_in, goto error);
2521         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_out, goto error);
2522
2523         if (F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2524             F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2525                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2526
2527         map = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map1->n_out,
2528                                 map1->n + map2->n, flags);
2529         if (!map)
2530                 goto error;
2531         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
2532                 map = isl_map_add(ctx, map,
2533                                   isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]));
2534                 if (!map)
2535                         goto error;
2536         }
2537         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
2538                 map = isl_map_add(ctx, map,
2539                                   isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[i]));
2540                 if (!map)
2541                         goto error;
2542         }
2543         isl_map_free(ctx, map1);
2544         isl_map_free(ctx, map2);
2545         return map;
2546 error:
2547         isl_map_free(ctx, map);
2548         isl_map_free(ctx, map1);
2549         isl_map_free(ctx, map2);
2550         return NULL;
2551 }
2552
2553 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_ctx *ctx,
2554                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2555 {
2556         map1 = isl_map_union_disjoint(ctx, map1, map2);
2557         if (!map1)
2558                 return NULL;
2559         if (map1->n > 1)
2560                 F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
2561         return map1;
2562 }
2563
2564 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(struct isl_ctx *ctx,
2565                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2566 {
2567         return (struct isl_set *)
2568                 isl_map_union_disjoint(ctx,
2569                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2570 }
2571
2572 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_ctx *ctx,
2573                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2574 {
2575         return (struct isl_set *)
2576                 isl_map_union(ctx,
2577                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2578 }
2579
2580 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
2581                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2582                 struct isl_set *set)
2583 {
2584         unsigned flags = 0;
2585         struct isl_map *result;
2586         int i, j;
2587
2588         if (!map || !set)
2589                 goto error;
2590
2591         if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2592             F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
2593                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2594
2595         result = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out,
2596                                 map->n * set->n, flags);
2597         if (!result)
2598                 goto error;
2599         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2600                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
2601                         result = isl_map_add(ctx, result,
2602                             isl_basic_map_intersect_range(ctx,
2603                                 isl_basic_map_copy(ctx, map->p[i]),
2604                                 isl_basic_set_copy(ctx, set->p[j])));
2605                         if (!result)
2606                                 goto error;
2607                 }
2608         isl_map_free(ctx, map);
2609         isl_set_free(ctx, set);
2610         return result;
2611 error:
2612         isl_map_free(ctx, map);
2613         isl_set_free(ctx, set);
2614         return NULL;
2615 }
2616
2617 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
2618                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
2619                 struct isl_set *set)
2620 {
2621         return isl_map_reverse(ctx,
2622                 isl_map_intersect_range(ctx, isl_map_reverse(ctx, map), set));
2623 }
2624
2625 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
2626                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2627                 struct isl_map *map2)
2628 {
2629         if (!map1 || !map2)
2630                 goto error;
2631         map1 = isl_map_reverse(ctx, map1);
2632         map1 = isl_map_apply_range(ctx, map1, map2);
2633         return isl_map_reverse(ctx, map1);
2634 error:
2635         isl_map_free(ctx, map1);
2636         isl_map_free(ctx, map2);
2637         return NULL;
2638 }
2639
2640 struct isl_map *isl_map_apply_range(
2641                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2642                 struct isl_map *map2)
2643 {
2644         struct isl_map *result;
2645         int i, j;
2646
2647         if (!map1 || !map2)
2648                 goto error;
2649
2650         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
2651         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_in, goto error);
2652
2653         result = isl_map_alloc(ctx, map1->nparam, map1->n_in, map2->n_out,
2654                                 map1->n * map2->n, 0);
2655         if (!result)
2656                 goto error;
2657         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2658                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2659                         result = isl_map_add(ctx, result,
2660                             isl_basic_map_apply_range(ctx,
2661                                 isl_basic_map_copy(ctx, map1->p[i]),
2662                                 isl_basic_map_copy(ctx, map2->p[j])));
2663                         if (!result)
2664                                 goto error;
2665                 }
2666         isl_map_free(ctx, map1);
2667         isl_map_free(ctx, map2);
2668         return result;
2669 error:
2670         isl_map_free(ctx, map1);
2671         isl_map_free(ctx, map2);
2672         return NULL;
2673 }
2674
2675 /*
2676  * returns range - domain
2677  */
2678 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_ctx *ctx,
2679                                 struct isl_basic_map *bmap)
2680 {
2681         struct isl_basic_set *bset;
2682         unsigned dim;
2683         int i;
2684
2685         if (!bmap)
2686                 goto error;
2687         isl_assert(ctx, bmap->n_in == bmap->n_out, goto error);
2688         dim = bmap->n_in;
2689         bset = isl_basic_set_from_basic_map(ctx, bmap);
2690         bset = isl_basic_set_extend(ctx, bset, bset->nparam, 3*dim, 0,
2691                                         dim, 0);
2692         bset = isl_basic_set_swap_vars(ctx, bset, 2*dim);
2693         for (i = 0; i < dim; ++i) {
2694                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx,
2695                                             (struct isl_basic_map *)bset);
2696                 if (j < 0)
2697                         goto error;
2698                 isl_seq_clr(bset->eq[j],
2699                             1 + bset->nparam + bset->dim + bset->extra);
2700                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+i], 1);
2701                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+dim+i], 1);
2702                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+bset->nparam+2*dim+i], -1);
2703         }
2704         return isl_basic_set_project_out(ctx, bset, 2*dim, 0);
2705 error:
2706         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2707         return NULL;
2708 }
2709
2710 /* If the only constraints a div d=floor(f/m)
2711  * appears in are its two defining constraints
2712  *
2713  *      f - m d >=0
2714  *      -(f - (m - 1)) + m d >= 0
2715  *
2716  * then it can safely be removed.
2717  */
2718 static int div_is_redundant(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
2719                                 int div)
2720 {
2721         int i;
2722         unsigned pos = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + div;
2723
2724         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2725                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
2726                         return 0;
2727
2728         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2729                 if (isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][pos]))
2730                         continue;
2731                 if (isl_int_eq(bmap->ineq[i][pos], bmap->div[div][0])) {
2732                         int neg;
2733                         isl_int_sub(bmap->div[div][1],
2734                                         bmap->div[div][1], bmap->div[div][0]);
2735                         isl_int_add_ui(bmap->div[div][1], bmap->div[div][1], 1);
2736                         neg = isl_seq_is_neg(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, pos);
2737                         isl_int_sub_ui(bmap->div[div][1], bmap->div[div][1], 1);
2738                         isl_int_add(bmap->div[div][1],
2739                                         bmap->div[div][1], bmap->div[div][0]);
2740                         if (!neg)
2741                                 return 0;
2742                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i]+pos+1,
2743                                                     bmap->n_div-div-1) != -1)
2744                                 return 0;
2745                 } else if (isl_int_abs_eq(bmap->ineq[i][pos], bmap->div[div][0])) {
2746                         if (!isl_seq_eq(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, pos))
2747                                 return 0;
2748                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i]+pos+1,
2749                                                     bmap->n_div-div-1) != -1)
2750                                 return 0;
2751                 } else
2752                         return 0;
2753         }
2754
2755         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2756                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+pos]))
2757                         return 0;
2758
2759         return 1;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Remove divs that don't occur in any of the constraints or other divs.
2764  * These can arise when dropping some of the variables in a quast
2765  * returned by piplib.
2766  */
2767 static struct isl_basic_map *remove_redundant_divs(struct isl_ctx *ctx,
2768                 struct isl_basic_map *bmap)
2769 {
2770         int i;
2771
2772         if (!bmap)
2773                 return NULL;
2774
2775         for (i = bmap->n_div-1; i >= 0; --i) {
2776                 if (!div_is_redundant(ctx, bmap, i))
2777                         continue;
2778                 bmap = isl_basic_map_drop_div(ctx, bmap, i);
2779         }
2780         return bmap;
2781 }
2782
2783 struct isl_basic_map *isl_basic_map_finalize(struct isl_ctx *ctx,
2784                 struct isl_basic_map *bmap)
2785 {
2786         bmap = remove_redundant_divs(ctx, bmap);
2787         if (!bmap)
2788                 return NULL;
2789         F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
2790         return bmap;
2791 }
2792
2793 struct isl_basic_set *isl_basic_set_finalize(struct isl_ctx *ctx,
2794                 struct isl_basic_set *bset)
2795 {
2796         return (struct isl_basic_set *)
2797                 isl_basic_map_finalize(ctx,
2798                         (struct isl_basic_map *)bset);
2799 }
2800
2801 struct isl_set *isl_set_finalize(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
2802 {
2803         int i;
2804
2805         if (!set)
2806                 return NULL;
2807         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2808                 set->p[i] = isl_basic_set_finalize(ctx, set->p[i]);
2809                 if (!set->p[i])
2810                         goto error;
2811         }
2812         return set;
2813 error:
2814         isl_set_free(ctx, set);
2815         return NULL;
2816 }
2817
2818 struct isl_map *isl_map_finalize(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2819 {
2820         int i;
2821
2822         if (!map)
2823                 return NULL;
2824         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2825                 map->p[i] = isl_basic_map_finalize(ctx, map->p[i]);
2826                 if (!map->p[i])
2827                         goto error;
2828         }
2829         return map;
2830 error:
2831         isl_map_free(ctx, map);
2832         return NULL;
2833 }
2834
2835 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_ctx *ctx,
2836                 unsigned nparam, unsigned dim)
2837 {
2838         struct isl_basic_map *bmap;
2839         int i;
2840
2841         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, dim, dim, 0, dim, 0);
2842         if (!bmap)
2843                 goto error;
2844
2845         for (i = 0; i < dim; ++i) {
2846                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, bmap);
2847                 if (j < 0)
2848                         goto error;
2849                 isl_seq_clr(bmap->eq[j],
2850                     1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->extra);
2851                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
2852                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
2853         }
2854         return isl_basic_map_finalize(ctx, bmap);
2855 error:
2856         isl_basic_map_free(ctx, bmap);
2857         return NULL;
2858 }
2859
2860 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_ctx *ctx,
2861                 unsigned nparam, unsigned dim)
2862 {
2863         struct isl_map *map = isl_map_alloc(ctx, nparam, dim, dim, 1,
2864                                                 ISL_MAP_DISJOINT);
2865         if (!map)
2866                 goto error;
2867         map = isl_map_add(ctx, map,
2868                 isl_basic_map_identity(ctx, nparam, dim));
2869         return map;
2870 error:
2871         isl_map_free(ctx, map);
2872         return NULL;
2873 }
2874
2875 int isl_set_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2876                 struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2877 {
2878         return isl_map_is_equal(ctx,
2879                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2880 }
2881
2882 int isl_set_is_subset(struct isl_ctx *ctx,
2883                 struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2884 {
2885         return isl_map_is_subset(ctx,
2886                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
2887 }
2888
2889 int isl_basic_map_is_subset(struct isl_ctx *ctx,
2890                 struct isl_basic_map *bmap1,
2891                 struct isl_basic_map *bmap2)
2892 {
2893         int is_subset;
2894         struct isl_map *map1;
2895         struct isl_map *map2;
2896
2897         if (!bmap1 || !bmap2)
2898                 return -1;
2899
2900         map1 = isl_map_from_basic_map(ctx,
2901                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap1));
2902         map2 = isl_map_from_basic_map(ctx,
2903                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap2));
2904
2905         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map1, map2);
2906
2907         isl_map_free(ctx, map1);
2908         isl_map_free(ctx, map2);
2909
2910         return is_subset;
2911 }
2912
2913 int isl_basic_map_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2914                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2915 {
2916         int is_subset;
2917
2918         if (!bmap1 || !bmap2)
2919                 return -1;
2920         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap1, bmap2);
2921         if (is_subset != 1)
2922                 return is_subset;
2923         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap2, bmap1);
2924         return is_subset;
2925 }
2926
2927 int isl_basic_set_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2928                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2929 {
2930         return isl_basic_map_is_equal(ctx,
2931                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
2932 }
2933
2934 int isl_map_is_empty(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
2935 {
2936         int i;
2937         int is_empty;
2938
2939         if (!map)
2940                 return -1;
2941         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2942                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(ctx, map->p[i]);
2943                 if (is_empty < 0)
2944                         return -1;
2945                 if (!is_empty)
2946                         return 0;
2947         }
2948         return 1;
2949 }
2950
2951 int isl_set_is_empty(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set)
2952 {
2953         return isl_map_is_empty(ctx, (struct isl_map *)set);
2954 }
2955
2956 int isl_map_is_subset(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
2957                 struct isl_map *map2)
2958 {
2959         int i;
2960         int is_subset = 0;
2961         struct isl_map *diff;
2962
2963         if (!map1 || !map2)
2964                 return -1;
2965
2966         if (isl_map_is_empty(ctx, map1))
2967                 return 1;
2968
2969         if (isl_map_is_empty(ctx, map2))
2970                 return 0;
2971
2972         diff = isl_map_subtract(ctx, isl_map_copy(ctx, map1),
2973                                      isl_map_copy(ctx, map2));
2974         if (!diff)
2975                 return -1;
2976
2977         is_subset = isl_map_is_empty(ctx, diff);
2978         isl_map_free(ctx, diff);
2979
2980         return is_subset;
2981 }
2982
2983 int isl_map_is_equal(struct isl_ctx *ctx,
2984                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2985 {
2986         int is_subset;
2987
2988         if (!map1 || !map2)
2989                 return -1;
2990         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map1, map2);
2991         if (is_subset != 1)
2992                 return is_subset;
2993         is_subset = isl_map_is_subset(ctx, map2, map1);
2994         return is_subset;
2995 }
2996
2997 int isl_basic_map_is_strict_subset(struct isl_ctx *ctx,
2998                 struct isl_basic_map *bmap1,
2999                 struct isl_basic_map *bmap2)
3000 {
3001         int is_subset;
3002
3003         if (!bmap1 || !bmap2)
3004                 return -1;
3005         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap1, bmap2);
3006         if (is_subset != 1)
3007                 return is_subset;
3008         is_subset = isl_basic_map_is_subset(ctx, bmap2, bmap1);
3009         if (is_subset == -1)
3010                 return is_subset;
3011         return !is_subset;
3012 }
3013
3014 static int basic_map_contains(struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap,
3015                                          struct isl_vec *vec)
3016 {
3017         int i;
3018         unsigned total;
3019         isl_int s;
3020
3021         total = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
3022         if (total != vec->size)
3023                 return -1;
3024
3025         isl_int_init(s);
3026
3027         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
3028                 isl_seq_inner_product(vec->block.data, bmap->eq[i], total, &s);
3029                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
3030                         isl_int_clear(s);
3031                         return 0;
3032                 }
3033         }
3034
3035         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
3036                 isl_seq_inner_product(vec->block.data, bmap->ineq[i], total, &s);
3037                 if (isl_int_is_neg(s)) {
3038                         isl_int_clear(s);
3039                         return 0;
3040                 }
3041         }
3042
3043         isl_int_clear(s);
3044
3045         return 1;
3046 }
3047
3048 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_ctx *ctx,
3049                 struct isl_basic_map *bmap)
3050 {
3051         if (!bmap)
3052                 return -1;
3053         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
3054 }
3055
3056 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_ctx *ctx,
3057                 struct isl_basic_map *bmap)
3058 {
3059         struct isl_basic_set *bset = NULL;
3060         struct isl_vec *sample = NULL;
3061         int empty;
3062         unsigned total;
3063
3064         if (!bmap)
3065                 return -1;
3066
3067         if (F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
3068                 return 1;
3069
3070         total = 1 + bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
3071         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
3072                 int contains = basic_map_contains(ctx, bmap, bmap->sample);
3073                 if (contains < 0)
3074                         return -1;
3075                 if (contains)
3076                         return 0;
3077         }
3078         bset = isl_basic_map_underlying_set(ctx,
3079                         isl_basic_map_copy(ctx, bmap));
3080         if (!bset)
3081                 return -1;
3082         sample = isl_basic_set_sample(ctx, bset);
3083         if (!sample)
3084                 return -1;
3085         empty = sample->size == 0;
3086         if (bmap->sample)
3087                 isl_vec_free(ctx, bmap->sample);
3088         bmap->sample = sample;
3089
3090         return empty;
3091 }
3092
3093 struct isl_map *isl_basic_map_union(
3094                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_map *bmap1,
3095                 struct isl_basic_map *bmap2)
3096 {
3097         struct isl_map *map;
3098         if (!bmap1 || !bmap2)
3099                 return NULL;
3100
3101         isl_assert(ctx, bmap1->nparam == bmap2->nparam, goto error);
3102         isl_assert(ctx, bmap1->n_in == bmap2->n_in, goto error);
3103         isl_assert(ctx, bmap1->n_out == bmap2->n_out, goto error);
3104
3105         map = isl_map_alloc(ctx, bmap1->nparam,
3106                                 bmap1->n_in, bmap1->n_out, 2, 0);
3107         if (!map)
3108                 goto error;
3109         map = isl_map_add(ctx, map, bmap1);
3110         map = isl_map_add(ctx, map, bmap2);
3111         return map;
3112 error:
3113         isl_basic_map_free(ctx, bmap1);
3114         isl_basic_map_free(ctx, bmap2);
3115         return NULL;
3116 }
3117
3118 struct isl_set *isl_basic_set_union(
3119                 struct isl_ctx *ctx, struct isl_basic_set *bset1,
3120                 struct isl_basic_set *bset2)
3121 {
3122         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(ctx,
3123                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
3124                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
3125 }
3126
3127 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
3128 static struct isl_basic_map *order_divs(struct isl_ctx *ctx,
3129                 struct isl_basic_map *bmap)
3130 {
3131         int i;
3132         unsigned off = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out;
3133
3134         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
3135                 int pos;
3136                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
3137                                                             bmap->n_div-i);
3138                 if (pos == -1)
3139                         continue;
3140                 swap_div(bmap, i, pos);
3141                 --i;
3142         }
3143         return bmap;
3144 }
3145
3146 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
3147                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
3148 {
3149         int i;
3150
3151         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
3152
3153         for (i = 0; i < dst->n_div; ++i)
3154                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total) &&
3155                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total,
3156                                                 dst->n_div - src->n_div) == -1)
3157                         return i;
3158         return -1;
3159 }
3160
3161 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(struct isl_ctx *ctx,
3162                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
3163 {
3164         int i;
3165         unsigned total = src->nparam + src->n_in + src->n_out + src->n_div;
3166
3167         if (src->n_div == 0)
3168                 return dst;
3169
3170         src = order_divs(ctx, src);
3171         dst = isl_basic_map_extend(ctx, dst, dst->nparam, dst->n_in,
3172                         dst->n_out, src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
3173         if (!dst)
3174                 return NULL;
3175         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
3176                 int j = find_div(dst, src, i);
3177                 if (j < 0) {
3178                         j = isl_basic_map_alloc_div(ctx, dst);
3179                         if (j < 0)
3180                                 goto error;
3181                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
3182                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total,
3183                                                     dst->extra - src->n_div);
3184                         if (add_div_constraints(ctx, dst, j) < 0)
3185                                 goto error;
3186                 }
3187                 if (j != i)
3188                         swap_div(dst, i, j);
3189         }
3190         return dst;
3191 error:
3192         isl_basic_map_free(ctx, dst);
3193         return NULL;
3194 }
3195
3196 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map)
3197 {
3198         int i;
3199
3200         map = isl_map_compute_divs(ctx, map);
3201         map = isl_map_cow(ctx, map);
3202         if (!map)
3203                 return NULL;
3204
3205         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3206                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(ctx, map->p[0], map->p[i]);
3207         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3208                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(ctx, map->p[i], map->p[0]);
3209
3210         return map;
3211 }
3212
3213 static struct isl_map *add_cut_constraint(struct isl_ctx *ctx,
3214                 struct isl_map *dst,
3215                 struct isl_basic_map *src, isl_int *c,
3216                 unsigned len, int oppose)
3217 {
3218         struct isl_basic_map *copy = NULL;
3219         int is_empty;
3220         int k;
3221         unsigned total;
3222
3223         copy = isl_basic_map_copy(ctx, src);
3224         copy = isl_basic_map_cow(ctx, copy);
3225         if (!copy)
3226                 goto error;
3227         copy = isl_basic_map_extend(ctx, copy,
3228                 copy->nparam, copy->n_in, copy->n_out, 0, 0, 1);
3229         k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, copy);
3230         if (k < 0)
3231                 goto error;
3232         if (oppose)
3233                 isl_seq_neg(copy->ineq[k], c, len);
3234         else
3235                 isl_seq_cpy(copy->ineq[k], c, len);
3236         total = 1 + copy->nparam + copy->n_in + copy->n_out + copy->extra;
3237         isl_seq_clr(copy->ineq[k]+len, total - len);
3238         isl_inequality_negate(ctx, copy, k);
3239         copy = isl_basic_map_simplify(ctx, copy);
3240         copy = isl_basic_map_finalize(ctx, copy);
3241         is_empty = isl_basic_map_is_empty(ctx, copy);
3242         if (is_empty < 0)
3243                 goto error;
3244         if (!is_empty)
3245                 dst = isl_map_add(ctx, dst, copy);
3246         else
3247                 isl_basic_map_free(ctx, copy);
3248         return dst;
3249 error:
3250         isl_basic_map_free(ctx, copy);
3251         isl_map_free(ctx, dst);
3252         return NULL;
3253 }
3254
3255 static struct isl_map *subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map,
3256                 struct isl_basic_map *bmap)
3257 {
3258         int i, j, k;
3259         unsigned flags = 0;
3260         struct isl_map *rest = NULL;
3261         unsigned max;
3262         unsigned total = bmap->nparam + bmap->n_in + bmap->n_out + bmap->n_div;
3263
3264         assert(bmap);
3265
3266         if (!map)
3267                 goto error;
3268
3269         if (F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
3270                 FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3271
3272         max = map->n * (2 * bmap->n_eq + bmap->n_ineq);
3273         rest = isl_map_alloc(ctx, map->nparam, map->n_in, map->n_out,
3274                                 max, flags);
3275         if (!rest)
3276                 goto error;
3277
3278         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3279                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(ctx, map->p[i], bmap);
3280                 if (!map->p[i])
3281                         goto error;
3282         }
3283
3284         for (j = 0; j < map->n; ++j)
3285                 map->p[j] = isl_basic_map_cow(ctx, map->p[j]);
3286
3287         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
3288                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
3289                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
3290                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 0);
3291                         if (!rest)
3292                                 goto error;
3293
3294                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
3295                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 1);
3296                         if (!rest)
3297                                 goto error;
3298
3299                         map->p[j] = isl_basic_map_extend(ctx, map->p[j],
3300                                 map->p[j]->nparam, map->p[j]->n_in,
3301                                 map->p[j]->n_out, 0, 1, 0);
3302                         if (!map->p[j])
3303                                 goto error;
3304                         k = isl_basic_map_alloc_equality(ctx, map->p[j]);
3305                         if (k < 0)
3306                                 goto error;
3307                         isl_seq_cpy(map->p[j]->eq[k], bmap->eq[i], 1+total);
3308                         isl_seq_clr(map->p[j]->eq[k]+1+total,
3309                                         map->p[j]->extra - bmap->n_div);
3310                 }
3311         }
3312
3313         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
3314                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
3315                         rest = add_cut_constraint(ctx, rest,
3316                                 map->p[j], bmap->ineq[i], 1+total, 0);
3317                         if (!rest)
3318                                 goto error;
3319
3320                         map->p[j] = isl_basic_map_extend(ctx, map->p[j],
3321                                 map->p[j]->nparam, map->p[j]->n_in,
3322                                 map->p[j]->n_out, 0, 0, 1);
3323                         if (!map->p[j])
3324                                 goto error;
3325                         k = isl_basic_map_alloc_inequality(ctx, map->p[j]);
3326                         if (k < 0)
3327                                 goto error;
3328                         isl_seq_cpy(map->p[j]->ineq[k], bmap->ineq[i], 1+total);
3329                         isl_seq_clr(map->p[j]->ineq[k]+1+total,
3330                                         map->p[j]->extra - bmap->n_div);
3331                 }
3332         }
3333
3334         isl_map_free(ctx, map);
3335         return rest;
3336 error:
3337         isl_map_free(ctx, map);
3338         isl_map_free(ctx, rest);
3339         return NULL;
3340 }
3341
3342 struct isl_map *isl_map_subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_map *map1,
3343                 struct isl_map *map2)
3344 {
3345         int i;
3346         if (!map1 || !map2)
3347                 goto error;
3348
3349         isl_assert(ctx, map1->nparam == map2->nparam, goto error);
3350         isl_assert(ctx, map1->n_in == map2->n_in, goto error);
3351         isl_assert(ctx, map1->n_out == map2->n_out, goto error);
3352
3353         if (isl_map_is_empty(ctx, map2)) {
3354                 isl_map_free(ctx, map2);
3355                 return map1;
3356         }
3357
3358         map1 = isl_map_compute_divs(ctx, map1);
3359         map2 = isl_map_compute_divs(ctx, map2);
3360         if (!map1 || !map2)
3361                 goto error;
3362
3363         for (i = 0; map1 && i < map2->n; ++i)
3364                 map1 = subtract(ctx, map1, map2->p[i]);
3365
3366         isl_map_free(ctx, map2);
3367         return map1;
3368 error:
3369         isl_map_free(ctx, map1);
3370         isl_map_free(ctx, map2);
3371         return NULL;
3372 }
3373
3374 struct isl_set *isl_set_subtract(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set1,
3375                 struct isl_set *set2)
3376 {
3377         return (struct isl_set *)
3378                 isl_map_subtract(ctx,
3379                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3380 }
3381
3382 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_ctx *ctx, struct isl_set *set,
3383                 struct isl_map *map)
3384 {
3385         isl_assert(ctx, set->dim == map->n_in, goto error);
3386         map = isl_map_intersect_domain(ctx, map, set);
3387         set = isl_map_range(ctx, map);
3388         return set;
3389 error:
3390         isl_set_free(ctx, set);
3391         isl_map_free(ctx, map);
3392         return NULL;
3393 }
3394
3395 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
3396  * the meaning of the set.
3397  */
3398 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_ctx *ctx,
3399         struct isl_map *map)
3400 {
3401         int i;
3402
3403         if (!map)
3404                 return NULL;
3405
3406         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
3407                 if (!F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
3408                         continue;
3409                 isl_basic_map_free(ctx, map->p[i]);
3410                 if (i != map->n-1)
3411                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
3412                 map->n--;
3413         }
3414
3415         return map;
3416 }
3417
3418 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_ctx *ctx,
3419         struct isl_set *set)
3420 {
3421         return (struct isl_set *)
3422                 isl_map_remove_empty_parts(ctx, (struct isl_map *)set);
3423 }