isl_map.c

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