isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <strings.h>
  15 #include "isl_ctx.h"
  16 #include "isl_blk.h"
  17 #include "isl_dim.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include "isl_list.h"
  20 #include "isl_lp.h"
  21 #include "isl_seq.h"
  22 #include "isl_set.h"
  23 #include "isl_map.h"
  24 #include "isl_map_private.h"
  25 #include "isl_map_piplib.h"
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include "isl_vec.h"
  29
  30 /* Maps dst positions to src positions */
  31 struct isl_dim_map {
  32         unsigned len;
  33         int pos[1];
  34 };
  35
  36 static struct isl_dim_map *isl_dim_map_alloc(struct isl_ctx *ctx, unsigned len)
  37 {
  38         int i;
  39         struct isl_dim_map *dim_map;
  40         dim_map = isl_alloc(ctx, struct isl_dim_map,
  41                                 sizeof(struct isl_dim_map) + len * sizeof(int));
  42         if (!dim_map)
  43                 return NULL;
  44         dim_map->len = 1 + len;
  45         dim_map->pos[0] = 0;
  46         for (i = 0; i < len; ++i)
  47                 dim_map->pos[1 + i] = -1;
  48         return dim_map;
  49 }
  50
  51 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  52 {
  53         switch (type) {
  54         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  55         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  56         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  57         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  58         }
  59 }
  60
  61 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  62 {
  63         switch (type) {
  64         case isl_dim_param:     return 1;
  65         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  66         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  67         }
  68 }
  69
  70 static void isl_dim_map_dim_range(struct isl_dim_map *dim_map,
  71         struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type,
  72         unsigned first, unsigned n, unsigned dst_pos)
  73 {
  74         int i;
  75         unsigned src_pos;
  76
  77         if (!dim_map || !dim)
  78                 return;
  79
  80         src_pos = pos(dim, type);
  81         for (i = 0; i < n; ++i)
  82                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + first + i;
  83 }
  84
  85 static void isl_dim_map_dim(struct isl_dim_map *dim_map, struct isl_dim *dim,
  86                 enum isl_dim_type type, unsigned dst_pos)
  87 {
  88         isl_dim_map_dim_range(dim_map, dim, type, 0, n(dim, type), dst_pos);
  89 }
  90
  91 static void isl_dim_map_div(struct isl_dim_map *dim_map,
  92                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned dst_pos)
  93 {
  94         int i;
  95         unsigned src_pos;
  96
  97         if (!dim_map || !bmap)
  98                 return;
  99
 100         src_pos = 1 + isl_dim_total(bmap->dim);
 101         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 102                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + i;
 103 }
 104
 105 static void isl_dim_map_dump(struct isl_dim_map *dim_map)
 106 {
 107         int i;
 108
 109         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i)
 110                 fprintf(stderr, "%d -> %d; ", i, dim_map->pos[i]);
 111         fprintf(stderr, "\n");
 112 }
 113
 114 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
 115                                 enum isl_dim_type type)
 116 {
 117         switch (type) {
 118         case isl_dim_param:
 119         case isl_dim_in:
 120         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
 121         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
 122         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
 123         }
 124 }
 125
 126 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 127 {
 128         return map ? n(map->dim, type) : 0;
 129 }
 130
 131 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
 132 {
 133         return set ? n(set->dim, type) : 0;
 134 }
 135
 136 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
 137                                         enum isl_dim_type type)
 138 {
 139         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
 140         switch (type) {
 141         case isl_dim_param:     return 1;
 142         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
 143         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
 144         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
 145         }
 146 }
 147
 148 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 149 {
 150         return pos(map->dim, type);
 151 }
 152
 153 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 154                                 enum isl_dim_type type)
 155 {
 156         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 157 }
 158
 159 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 160 {
 161         return bset->dim->n_out;
 162 }
 163
 164 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 165 {
 166         return bset->dim->nparam;
 167 }
 168
 169 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 170 {
 171         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 172 }
 173
 174 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 175 {
 176         return set->dim->n_out;
 177 }
 178
 179 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 180 {
 181         return set->dim->nparam;
 182 }
 183
 184 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 185 {
 186         return bmap->dim->n_in;
 187 }
 188
 189 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 190 {
 191         return bmap->dim->n_out;
 192 }
 193
 194 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 195 {
 196         return bmap->dim->nparam;
 197 }
 198
 199 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 200 {
 201         return bmap->n_div;
 202 }
 203
 204 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 205 {
 206         return isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div;
 207 }
 208
 209 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 210 {
 211         return map->dim->n_in;
 212 }
 213
 214 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 215 {
 216         return map->dim->n_out;
 217 }
 218
 219 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 220 {
 221         return map->dim->nparam;
 222 }
 223
 224 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 225 {
 226         return map->dim->n_in == set->dim->n_out &&
 227                map->dim->nparam == set->dim->nparam;
 228 }
 229
 230 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 231                 struct isl_basic_set *bset)
 232 {
 233         return bmap->dim->n_in == bset->dim->n_out &&
 234                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 235 }
 236
 237 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 238                 struct isl_basic_set *bset)
 239 {
 240         return bmap->dim->n_out == bset->dim->n_out &&
 241                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 242 }
 243
 244 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 245 {
 246         if (!bmap)
 247                 return NULL;
 248         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 249 }
 250
 251 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 252 {
 253         if (!bset)
 254                 return NULL;
 255         return isl_dim_copy(bset->dim);
 256 }
 257
 258 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 259 {
 260         if (!map)
 261                 return NULL;
 262         return isl_dim_copy(map->dim);
 263 }
 264
 265 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 266 {
 267         if (!set)
 268                 return NULL;
 269         return isl_dim_copy(set->dim);
 270 }
 271
 272 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 273                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 274                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 275 {
 276         int i;
 277         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 278
 279         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 280         if (isl_blk_is_error(bmap->block)) {
 281                 free(bmap);
 282                 return NULL;
 283         }
 284
 285         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 286         if (!bmap->ineq) {
 287                 isl_blk_free(ctx, bmap->block);
 288                 free(bmap);
 289                 return NULL;
 290         }
 291
 292         if (extra == 0) {
 293                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 294                 bmap->div = NULL;
 295         } else {
 296                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 297                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2)) {
 298                         free(bmap->ineq);
 299                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
 300                         free(bmap);
 301                         return NULL;
 302                 }
 303
 304                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 305                 if (!bmap->div) {
 306                         isl_blk_free(ctx, bmap->block2);
 307                         free(bmap->ineq);
 308                         isl_blk_free(ctx, bmap->block);
 309                         free(bmap);
 310                         return NULL;
 311                 }
 312         }
 313
 314         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 315                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 316
 317         for (i = 0; i < extra; ++i)
 318                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 319
 320         bmap->ctx = ctx;
 321         isl_ctx_ref(ctx);
 322         bmap->ref = 1;
 323         bmap->flags = 0;
 324         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 325         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 326         bmap->extra = extra;
 327         bmap->n_eq = 0;
 328         bmap->n_ineq = 0;
 329         bmap->n_div = 0;
 330         bmap->sample = NULL;
 331
 332         return bmap;
 333 error:
 334         isl_basic_map_free(bmap);
 335         return NULL;
 336 }
 337
 338 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 339                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 340                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 341 {
 342         struct isl_basic_map *bmap;
 343         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 344         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 345 }
 346
 347 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 348                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 349 {
 350         struct isl_basic_map *bmap;
 351         if (!dim)
 352                 return NULL;
 353         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
 354         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 355         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 356 }
 357
 358 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 359                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 360 {
 361         struct isl_basic_map *bmap;
 362
 363         if (!dim)
 364                 return NULL;
 365         bmap = isl_alloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 366         if (!bmap)
 367                 goto error;
 368         bmap->dim = dim;
 369
 370         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 371 error:
 372         isl_dim_free(dim);
 373         return NULL;
 374 }
 375
 376 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 377                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 378                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 379 {
 380         struct isl_basic_map *bmap;
 381         struct isl_dim *dim;
 382
 383         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 384         if (!dim)
 385                 return NULL;
 386
 387         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 388         return bmap;
 389 }
 390
 391 static void dup_constraints(
 392                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 393 {
 394         int i;
 395         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 396
 397         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 398                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 399                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 400         }
 401
 402         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 403                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 404                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 405         }
 406
 407         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 408                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 409                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 410         }
 411         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 412 }
 413
 414 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 415 {
 416         struct isl_basic_map *dup;
 417
 418         if (!bmap)
 419                 return NULL;
 420         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 421                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 422         if (!dup)
 423                 return NULL;
 424         dup_constraints(dup, bmap);
 425         dup->flags = bmap->flags;
 426         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 427         return dup;
 428 }
 429
 430 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 431 {
 432         struct isl_basic_map *dup;
 433
 434         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 435         return (struct isl_basic_set *)dup;
 436 }
 437
 438 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 439 {
 440         if (!bset)
 441                 return NULL;
 442
 443         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 444                 bset->ref++;
 445                 return bset;
 446         }
 447         return isl_basic_set_dup(bset);
 448 }
 449
 450 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 451 {
 452         if (!set)
 453                 return NULL;
 454
 455         set->ref++;
 456         return set;
 457 }
 458
 459 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 460 {
 461         if (!bmap)
 462                 return NULL;
 463
 464         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 465                 bmap->ref++;
 466                 return bmap;
 467         }
 468         return isl_basic_map_dup(bmap);
 469 }
 470
 471 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 472 {
 473         if (!map)
 474                 return NULL;
 475
 476         map->ref++;
 477         return map;
 478 }
 479
 480 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 481 {
 482         if (!bmap)
 483                 return;
 484
 485         if (--bmap->ref > 0)
 486                 return;
 487
 488         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 489         free(bmap->div);
 490         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 491         free(bmap->ineq);
 492         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 493         isl_vec_free(bmap->sample);
 494         isl_dim_free(bmap->dim);
 495         free(bmap);
 496 }
 497
 498 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 499 {
 500         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 501 }
 502
 503 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 504 {
 505         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 506 }
 507
 508 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 509 {
 510         struct isl_ctx *ctx;
 511         if (!bmap)
 512                 return -1;
 513         ctx = bmap->ctx;
 514         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 515         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 516                         return -1);
 517         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 518         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 519         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 520         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 521         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 522         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 523                 isl_int *t;
 524                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 525                 if (j < 0)
 526                         return -1;
 527                 t = bmap->ineq[j];
 528                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 529                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 530                 bmap->eq[-1] = t;
 531                 bmap->n_eq++;
 532                 bmap->n_ineq--;
 533                 bmap->eq--;
 534                 return 0;
 535         }
 536         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 537                       bmap->extra - bmap->n_div);
 538         return bmap->n_eq++;
 539 }
 540
 541 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 542 {
 543         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 544 }
 545
 546 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 547 {
 548         if (!bmap)
 549                 return -1;
 550         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 551         bmap->n_eq -= n;
 552         return 0;
 553 }
 554
 555 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 556 {
 557         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 558 }
 559
 560 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 561 {
 562         isl_int *t;
 563         if (!bmap)
 564                 return -1;
 565         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 566
 567         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 568                 t = bmap->eq[pos];
 569                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 570                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 571         }
 572         bmap->n_eq--;
 573         return 0;
 574 }
 575
 576 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 577 {
 578         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 579 }
 580
 581 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 582                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 583 {
 584         isl_int *t;
 585
 586         t = bmap->ineq[pos];
 587         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 588         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 589         bmap->eq[-1] = t;
 590         bmap->n_eq++;
 591         bmap->n_ineq--;
 592         bmap->eq--;
 593         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 594         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 595         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 596         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 597 }
 598
 599 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 600 {
 601         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 602 }
 603
 604 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 605 {
 606         struct isl_ctx *ctx;
 607         if (!bmap)
 608                 return -1;
 609         ctx = bmap->ctx;
 610         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 611         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 612         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 613         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 614         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 615         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 616                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 617                       bmap->extra - bmap->n_div);
 618         return bmap->n_ineq++;
 619 }
 620
 621 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 622 {
 623         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 624 }
 625
 626 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 627 {
 628         if (!bmap)
 629                 return -1;
 630         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 631         bmap->n_ineq -= n;
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 636 {
 637         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 638 }
 639
 640 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 641 {
 642         isl_int *t;
 643         if (!bmap)
 644                 return -1;
 645         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 646
 647         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 648                 t = bmap->ineq[pos];
 649                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 650                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 651                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 652         }
 653         bmap->n_ineq--;
 654         return 0;
 655 }
 656
 657 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 658 {
 659         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 660 }
 661
 662 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 663         isl_int *eq)
 664 {
 665         int k;
 666
 667         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 668         if (!bmap)
 669                 return NULL;
 670         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 671         if (k < 0)
 672                 goto error;
 673         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 674         return bmap;
 675 error:
 676         isl_basic_map_free(bmap);
 677         return NULL;
 678 }
 679
 680 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 681         isl_int *eq)
 682 {
 683         return (isl_basic_set *)
 684                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 685 }
 686
 687 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 688         isl_int *ineq)
 689 {
 690         int k;
 691
 692         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 693         if (!bmap)
 694                 return NULL;
 695         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 696         if (k < 0)
 697                 goto error;
 698         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 699         return bmap;
 700 error:
 701         isl_basic_map_free(bmap);
 702         return NULL;
 703 }
 704
 705 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 706         isl_int *ineq)
 707 {
 708         return (isl_basic_set *)
 709                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 710 }
 711
 712 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 713 {
 714         if (!bmap)
 715                 return -1;
 716         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 717         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 718                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 719                       bmap->extra - bmap->n_div);
 720         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 721         return bmap->n_div++;
 722 }
 723
 724 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 725 {
 726         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 727 }
 728
 729 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 730 {
 731         if (!bmap)
 732                 return -1;
 733         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 734         bmap->n_div -= n;
 735         return 0;
 736 }
 737
 738 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 739 {
 740         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 741 }
 742
 743 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 744  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 745  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 746  * variables.
 747  */
 748 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 749                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 750                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 751 {
 752         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 753         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 754         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 755         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 756         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 757         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 758         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 759         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 760         if (dst_nparam > src_nparam)
 761                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 762                                 dst_nparam - src_nparam);
 763         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 764         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 765                     src+1+src_nparam,
 766                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 767         if (dst_in-in_off > src_in)
 768                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 769                                 dst_in - in_off - src_in);
 770         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 771         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 772                     src+1+src_nparam+src_in,
 773                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 774         if (dst_out-out_off > src_out)
 775                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 776                                 dst_out - out_off - src_out);
 777         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 778         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 779                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 780                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 781         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 782                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 783                                 div_off+src_map->n_div,
 784                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
 785 }
 786
 787 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 788                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 789                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 790 {
 791         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 792         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 793 }
 794
 795 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
 796                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 797 {
 798         int i;
 799         unsigned div_off;
 800
 801         if (!bmap1 || !bmap2)
 802                 goto error;
 803
 804         div_off = bmap1->n_div;
 805
 806         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 807                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
 808                 if (i1 < 0)
 809                         goto error;
 810                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 811                                 i_pos, o_pos, div_off);
 812         }
 813
 814         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 815                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
 816                 if (i1 < 0)
 817                         goto error;
 818                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 819                                 i_pos, o_pos, div_off);
 820         }
 821
 822         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 823                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
 824                 if (i1 < 0)
 825                         goto error;
 826                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 827                          i_pos, o_pos, div_off);
 828         }
 829
 830         isl_basic_map_free(bmap2);
 831
 832         return bmap1;
 833
 834 error:
 835         isl_basic_map_free(bmap1);
 836         isl_basic_map_free(bmap2);
 837         return NULL;
 838 }
 839
 840 static void copy_constraint_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 841                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 842 {
 843         int i;
 844
 845         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i) {
 846                 if (dim_map->pos[i] < 0)
 847                         isl_int_set_si(dst[i], 0);
 848                 else
 849                         isl_int_set(dst[i], src[dim_map->pos[i]]);
 850         }
 851 }
 852
 853 static void copy_div_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 854                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 855 {
 856         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 857         copy_constraint_dim_map(dst+1, src+1, dim_map);
 858 }
 859
 860 static struct isl_basic_map *add_constraints_dim_map(struct isl_basic_map *dst,
 861                 struct isl_basic_map *src, struct isl_dim_map *dim_map)
 862 {
 863         int i;
 864
 865         if (!src || !dst || !dim_map)
 866                 goto error;
 867
 868         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 869                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 870                 if (i1 < 0)
 871                         goto error;
 872                 copy_constraint_dim_map(dst->eq[i1], src->eq[i], dim_map);
 873         }
 874
 875         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 876                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 877                 if (i1 < 0)
 878                         goto error;
 879                 copy_constraint_dim_map(dst->ineq[i1], src->ineq[i], dim_map);
 880         }
 881
 882         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 883                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 884                 if (i1 < 0)
 885                         goto error;
 886                 copy_div_dim_map(dst->div[i1], src->div[i], dim_map);
 887         }
 888
 889         free(dim_map);
 890         isl_basic_map_free(src);
 891
 892         return dst;
 893 error:
 894         free(dim_map);
 895         isl_basic_map_free(src);
 896         isl_basic_map_free(dst);
 897         return NULL;
 898 }
 899
 900 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
 901                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
 902 {
 903         return (struct isl_basic_set *)
 904                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
 905                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
 906 }
 907
 908 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
 909                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
 910                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 911 {
 912         struct isl_basic_map *ext;
 913         unsigned flags;
 914         int dims_ok;
 915
 916         if (!dim)
 917                 goto error;
 918
 919         if (!base)
 920                 goto error;
 921
 922         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
 923                   base->extra >= base->n_div + extra;
 924
 925         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
 926                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
 927                 isl_dim_free(dim);
 928                 return base;
 929         }
 930
 931         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
 932         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
 933         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
 934         extra += base->extra;
 935         n_eq += base->n_eq;
 936         n_ineq += base->n_ineq;
 937
 938         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 939         dim = NULL;
 940         if (!ext)
 941                 goto error;
 942
 943         if (dims_ok)
 944                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
 945         flags = base->flags;
 946         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
 947         if (ext) {
 948                 ext->flags = flags;
 949                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 950         }
 951
 952         return ext;
 953
 954 error:
 955         isl_dim_free(dim);
 956         isl_basic_map_free(base);
 957         return NULL;
 958 }
 959
 960 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
 961                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
 962                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 963 {
 964         return (struct isl_basic_set *)
 965                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
 966                                                         extra, n_eq, n_ineq);
 967 }
 968
 969 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
 970                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 971 {
 972         if (!base)
 973                 return NULL;
 974         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
 975                                         0, n_eq, n_ineq);
 976 }
 977
 978 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
 979                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
 980                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 981 {
 982         struct isl_basic_map *bmap;
 983         struct isl_dim *dim;
 984
 985         if (!base)
 986                 return NULL;
 987         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
 988         if (!dim)
 989                 return NULL;
 990
 991         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 992         return bmap;
 993 }
 994
 995 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
 996                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 997                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 998 {
 999         return (struct isl_basic_set *)
1000                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1001                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1002 }
1003
1004 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1005                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1006 {
1007         return (struct isl_basic_set *)
1008                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1009                                                     n_eq, n_ineq);
1010 }
1011
1012 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1013 {
1014         return (struct isl_basic_set *)
1015                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1016 }
1017
1018 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1019 {
1020         if (!bmap)
1021                 return NULL;
1022
1023         if (bmap->ref > 1) {
1024                 bmap->ref--;
1025                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1026         }
1027         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1028         return bmap;
1029 }
1030
1031 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1032 {
1033         if (!set)
1034                 return NULL;
1035
1036         if (set->ref == 1)
1037                 return set;
1038         set->ref--;
1039         return isl_set_dup(set);
1040 }
1041
1042 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1043 {
1044         if (!map)
1045                 return NULL;
1046
1047         if (map->ref == 1)
1048                 return map;
1049         map->ref--;
1050         return isl_map_dup(map);
1051 }
1052
1053 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1054                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1055 {
1056         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1057         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1058         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1059 }
1060
1061 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1062                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1063 {
1064         int i;
1065         struct isl_blk blk;
1066         unsigned dim;
1067         unsigned nparam;
1068
1069         if (!bset)
1070                 goto error;
1071
1072         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1073         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1074         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1075
1076         if (n == dim)
1077                 return bset;
1078
1079         bset = isl_basic_set_cow(bset);
1080         if (!bset)
1081                 return NULL;
1082
1083         blk = isl_blk_alloc(bset->ctx, dim);
1084         if (isl_blk_is_error(blk))
1085                 goto error;
1086
1087         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1088                 swap_vars(blk,
1089                           bset->eq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1090
1091         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1092                 swap_vars(blk,
1093                           bset->ineq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1094
1095         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
1096                 swap_vars(blk,
1097                           bset->div[i]+1+1+nparam, n, dim - n);
1098
1099         isl_blk_free(bset->ctx, blk);
1100
1101         ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1102         return isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
1103 error:
1104         isl_basic_set_free(bset);
1105         return NULL;
1106 }
1107
1108 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_set *set, unsigned n)
1109 {
1110         int i;
1111         set = isl_set_cow(set);
1112         if (!set)
1113                 return NULL;
1114
1115         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1116                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1117                 if (!set->p[i]) {
1118                         isl_set_free(set);
1119                         return NULL;
1120                 }
1121         }
1122         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1123         return set;
1124 }
1125
1126 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1127 {
1128         int i = 0;
1129         unsigned total;
1130         if (!bmap)
1131                 goto error;
1132         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1133         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1134         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1135         if (bmap->n_eq > 0)
1136                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1137         else {
1138                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1139                 if (i < 0)
1140                         goto error;
1141         }
1142         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1143         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1144         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1145         isl_vec_free(bmap->sample);
1146         bmap->sample = NULL;
1147         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1148 error:
1149         isl_basic_map_free(bmap);
1150         return NULL;
1151 }
1152
1153 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1154 {
1155         return (struct isl_basic_set *)
1156                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1157 }
1158
1159 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1160 {
1161         int i;
1162         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1163         isl_int *t = bmap->div[a];
1164         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1165         bmap->div[b] = t;
1166
1167         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1168                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1169
1170         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1171                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1172
1173         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1174                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1175         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1176 }
1177
1178 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1179  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1180  * are not removed.
1181  */
1182 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1183         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1184 {
1185         int i;
1186
1187         if (!map)
1188                 return NULL;
1189         if (n == 0)
1190                 return map;
1191
1192         map = isl_map_cow(map);
1193         if (!map)
1194                 return NULL;
1195         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1196         first += pos(map->dim, type) - 1;
1197
1198         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1199                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1200                 if (!map->p[i])
1201                         goto error;
1202         }
1203         return map;
1204 error:
1205         isl_map_free(map);
1206         return NULL;
1207 }
1208
1209 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1210  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1211  * are not removed.
1212  */
1213 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1214         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1215 {
1216         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1217 }
1218
1219 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1220  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1221  * are not removed.
1222  */
1223 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1224         unsigned first, unsigned n)
1225 {
1226         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1227 }
1228
1229 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1230 struct isl_set *isl_set_remove_dims(struct isl_set *set,
1231         unsigned first, unsigned n)
1232 {
1233         set = isl_set_eliminate_dims(set, first, n);
1234         set = isl_set_drop_dims(set, first, n);
1235         return set;
1236 }
1237
1238 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(struct isl_basic_set *bset)
1239 {
1240         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, isl_dim_total(bset->dim),
1241                                                 bset->n_div);
1242         if (!bset)
1243                 return NULL;
1244         bset->n_div = 0;
1245         return bset;
1246 }
1247
1248 struct isl_set *isl_set_remove_divs(struct isl_set *set)
1249 {
1250         int i;
1251
1252         if (!set)
1253                 return NULL;
1254         if (set->n == 0)
1255                 return set;
1256
1257         set = isl_set_cow(set);
1258         if (!set)
1259                 return NULL;
1260
1261         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1262                 set->p[i] = isl_basic_set_remove_divs(set->p[i]);
1263                 if (!set->p[i])
1264                         goto error;
1265         }
1266         return set;
1267 error:
1268         isl_set_free(set);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove(struct isl_basic_map *bmap,
1273         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1274 {
1275         if (!bmap)
1276                 return NULL;
1277         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1278                         goto error);
1279         if (n == 0)
1280                 return bmap;
1281         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1282                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1283         if (!bmap)
1284                 return bmap;
1285         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1286                 return bmap;
1287         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1288         return bmap;
1289 error:
1290         isl_basic_map_free(bmap);
1291         return NULL;
1292 }
1293
1294 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove(__isl_take isl_basic_set *bset,
1295         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1296 {
1297         return (isl_basic_set *)
1298                 isl_basic_map_remove((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1299 }
1300
1301 struct isl_map *isl_map_remove(struct isl_map *map,
1302         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1303 {
1304         int i;
1305
1306         if (n == 0)
1307                 return map;
1308
1309         map = isl_map_cow(map);
1310         if (!map)
1311                 return NULL;
1312         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1313
1314         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1315                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1316                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1317                 if (!map->p[i])
1318                         goto error;
1319         }
1320         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1321         return map;
1322 error:
1323         isl_map_free(map);
1324         return NULL;
1325 }
1326
1327 __isl_give isl_set *isl_set_remove(__isl_take isl_set *bset,
1328         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1329 {
1330         return (isl_set *)isl_map_remove((isl_map *)bset, type, first, n);
1331 }
1332
1333 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1334 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1335         unsigned first, unsigned n)
1336 {
1337         return isl_map_remove(map, isl_dim_in, first, n);
1338 }
1339
1340 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1341 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(struct isl_basic_set *bset,
1342         unsigned first, unsigned n)
1343 {
1344         unsigned nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1345         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, nparam + first, n);
1346         bset = isl_basic_set_drop_dims(bset, first, n);
1347         return bset;
1348 }
1349
1350 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1351                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1352 {
1353         const char *name;
1354         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1355         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1356         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1357         if (!pos)
1358                 isl_int_print(out, c, 0);
1359         else {
1360                 if (!isl_int_is_one(c))
1361                         isl_int_print(out, c, 0);
1362                 if (pos < 1 + nparam) {
1363                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1364                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1365                         if (name)
1366                                 fprintf(out, "%s", name);
1367                         else
1368                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1369                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1370                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1371                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1372                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1373                 else
1374                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1375         }
1376 }
1377
1378 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1379                                 int sign, FILE *out)
1380 {
1381         int i;
1382         int first;
1383         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1384         isl_int v;
1385
1386         isl_int_init(v);
1387         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1388                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1389                         continue;
1390                 if (!first)
1391                         fprintf(out, " + ");
1392                 first = 0;
1393                 isl_int_abs(v, c[i]);
1394                 dump_term(bmap, v, i, out);
1395         }
1396         isl_int_clear(v);
1397         if (first)
1398                 fprintf(out, "0");
1399 }
1400
1401 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1402                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1403 {
1404         int i;
1405
1406         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1407
1408         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1409         fprintf(out, " %s ", op);
1410         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1411
1412         fprintf(out, "\n");
1413
1414         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1415                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1416                         continue;
1417                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1418                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1419                 abort();
1420         }
1421 }
1422
1423 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1424                                 isl_int **c, unsigned n,
1425                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1426 {
1427         int i;
1428
1429         for (i = 0; i < n; ++i)
1430                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1431 }
1432
1433 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1434 {
1435         int j;
1436         int first = 1;
1437         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1438
1439         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1440                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1441                         continue;
1442                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1443                         fprintf(out, "+");
1444                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1445                 first = 0;
1446         }
1447 }
1448
1449 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1450 {
1451         int i;
1452
1453         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1454         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1455
1456         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1457                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1458                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1459                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1460                 fprintf(out, ")/");
1461                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1462                 fprintf(out, "]\n");
1463         }
1464 }
1465
1466 void isl_basic_set_dump(struct isl_basic_set *bset, FILE *out, int indent)
1467 {
1468         if (!bset) {
1469                 fprintf(out, "null basic set\n");
1470                 return;
1471         }
1472
1473         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1474         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1475                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1476                         bset->extra, bset->flags);
1477         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1478 }
1479
1480 void isl_basic_map_dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1481 {
1482         if (!bmap) {
1483                 fprintf(out, "null basic map\n");
1484                 return;
1485         }
1486
1487         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1488         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1489                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1490                 bmap->ref,
1491                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1492                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1493         dump(bmap, out, indent);
1494 }
1495
1496 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1497 {
1498         unsigned total;
1499         if (!bmap)
1500                 return -1;
1501         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1502         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1503         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1504         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1505         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1506         return 0;
1507 }
1508
1509 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1510 {
1511         struct isl_set *set;
1512
1513         if (!dim)
1514                 return NULL;
1515         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
1516         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
1517         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1518                         sizeof(struct isl_set) +
1519                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1520         if (!set)
1521                 goto error;
1522
1523         set->ctx = dim->ctx;
1524         isl_ctx_ref(set->ctx);
1525         set->ref = 1;
1526         set->size = n;
1527         set->n = 0;
1528         set->dim = dim;
1529         set->flags = flags;
1530         return set;
1531 error:
1532         isl_dim_free(dim);
1533         return NULL;
1534 }
1535
1536 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1537                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1538 {
1539         struct isl_set *set;
1540         struct isl_dim *dims;
1541
1542         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1543         if (!dims)
1544                 return NULL;
1545
1546         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1547         return set;
1548 }
1549
1550 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1551  */
1552 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1553 {
1554         int i;
1555         struct isl_map *grown = NULL;
1556
1557         if (!map)
1558                 return NULL;
1559         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1560         if (map->n + n <= map->size)
1561                 return map;
1562         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1563         if (!grown)
1564                 goto error;
1565         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1566                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1567                 if (!grown->p[i])
1568                         goto error;
1569                 grown->n++;
1570         }
1571         isl_map_free(map);
1572         return grown;
1573 error:
1574         isl_map_free(grown);
1575         isl_map_free(map);
1576         return NULL;
1577 }
1578
1579 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1580  */
1581 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1582 {
1583         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1584 }
1585
1586 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1587 {
1588         int i;
1589         struct isl_set *dup;
1590
1591         if (!set)
1592                 return NULL;
1593
1594         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1595         if (!dup)
1596                 return NULL;
1597         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1598                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1599         return dup;
1600 }
1601
1602 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1603 {
1604         struct isl_set *set;
1605
1606         if (!bset)
1607                 return NULL;
1608
1609         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1610         if (!set) {
1611                 isl_basic_set_free(bset);
1612                 return NULL;
1613         }
1614         return isl_set_add_basic_set(set, bset);
1615 }
1616
1617 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1618 {
1619         struct isl_map *map;
1620
1621         if (!bmap)
1622                 return NULL;
1623
1624         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1625         if (!map) {
1626                 isl_basic_map_free(bmap);
1627                 return NULL;
1628         }
1629         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1630 }
1631
1632 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1633                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1634 {
1635         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1636                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1637 }
1638
1639 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1640 {
1641         int i;
1642
1643         if (!set)
1644                 return;
1645
1646         if (--set->ref > 0)
1647                 return;
1648
1649         isl_ctx_deref(set->ctx);
1650         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1651                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1652         isl_dim_free(set->dim);
1653         free(set);
1654 }
1655
1656 void isl_set_dump(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1657 {
1658         int i;
1659
1660         if (!set) {
1661                 fprintf(out, "null set\n");
1662                 return;
1663         }
1664
1665         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1666         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
1667                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
1668                         set->flags);
1669         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1670                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1671                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1672                 isl_basic_set_dump(set->p[i], out, indent+4);
1673         }
1674 }
1675
1676 void isl_map_dump(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
1677 {
1678         int i;
1679
1680         if (!map) {
1681                 fprintf(out, "null map\n");
1682                 return;
1683         }
1684
1685         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1686         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
1687                      "flags: %x, n_name: %d\n",
1688                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
1689                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
1690         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1691                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1692                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1693                 isl_basic_map_dump(map->p[i], out, indent+4);
1694         }
1695 }
1696
1697 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1698                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1699 {
1700         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1701         struct isl_dim *dim;
1702
1703         if (!bmap || !bset)
1704                 goto error;
1705
1706         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1707                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1708
1709         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1710                 isl_assert(bset->ctx,
1711                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
1712
1713         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1714         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1715                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1716         if (!bmap)
1717                 goto error;
1718         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
1719         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1720         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
1721
1722         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1723         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1724 error:
1725         isl_basic_map_free(bmap);
1726         isl_basic_set_free(bset);
1727         return NULL;
1728 }
1729
1730 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1731                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1732 {
1733         struct isl_basic_map *bmap_range;
1734
1735         if (!bmap || !bset)
1736                 goto error;
1737
1738         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1739                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1740
1741         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1742                 isl_assert(bset->ctx,
1743                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
1744
1745         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1746         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1747                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1748         if (!bmap)
1749                 goto error;
1750         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
1751         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
1752
1753         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1754         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1755 error:
1756         isl_basic_map_free(bmap);
1757         isl_basic_set_free(bset);
1758         return NULL;
1759 }
1760
1761 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
1762 {
1763         int i;
1764         unsigned total;
1765         isl_int s;
1766
1767         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1768         if (total != vec->size)
1769                 return -1;
1770
1771         isl_int_init(s);
1772
1773         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1774                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
1775                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
1776                         isl_int_clear(s);
1777                         return 0;
1778                 }
1779         }
1780
1781         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1782                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
1783                 if (isl_int_is_neg(s)) {
1784                         isl_int_clear(s);
1785                         return 0;
1786                 }
1787         }
1788
1789         isl_int_clear(s);
1790
1791         return 1;
1792 }
1793
1794 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
1795 {
1796         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
1797 }
1798
1799 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1800                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1801 {
1802         struct isl_vec *sample = NULL;
1803
1804         if (!bmap1 || !bmap2)
1805                 goto error;
1806
1807         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
1808                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
1809         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
1810                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
1811             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1812                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1813                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
1814
1815         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1816                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1817                 isl_assert(bmap1->ctx,
1818                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
1819
1820         if (bmap1->sample &&
1821             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
1822             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
1823                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
1824         else if (bmap2->sample &&
1825             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
1826             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
1827                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
1828
1829         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
1830         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
1831                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1832         if (!bmap1)
1833                 goto error;
1834         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
1835
1836         if (sample) {
1837                 isl_vec_free(bmap1->sample);
1838                 bmap1->sample = sample;
1839         }
1840
1841         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
1842         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
1843 error:
1844         if (sample)
1845                 isl_vec_free(sample);
1846         isl_basic_map_free(bmap1);
1847         isl_basic_map_free(bmap2);
1848         return NULL;
1849 }
1850
1851 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1852                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
1853 {
1854         return (struct isl_basic_set *)
1855                 isl_basic_map_intersect(
1856                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1857                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1858 }
1859
1860 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
1861  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
1862  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
1863  * added to the other map.
1864  */
1865 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
1866         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
1867 {
1868         struct isl_basic_map *bmap1;
1869         struct isl_basic_map *bmap2;
1870
1871         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
1872         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
1873         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1874         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1875
1876         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
1877                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1878
1879         isl_assert(map2->ctx,
1880                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
1881
1882         map1 = isl_map_cow(map1);
1883         if (!map1)
1884                 goto error;
1885         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1886                 isl_map_free(map2);
1887                 return map1;
1888         }
1889         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
1890         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
1891                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
1892         else
1893                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
1894                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
1895
1896         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
1897         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
1898         if (!map1->p[0])
1899                 goto error;
1900
1901         if (isl_basic_map_fast_is_empty(map1->p[0])) {
1902                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
1903                 map1->n = 0;
1904         }
1905
1906         isl_map_free(map2);
1907
1908         return map1;
1909 error:
1910         isl_map_free(map1);
1911         isl_map_free(map2);
1912         return NULL;
1913 }
1914
1915 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
1916 {
1917         unsigned flags = 0;
1918         struct isl_map *result;
1919         int i, j;
1920
1921         if (!map1 || !map2)
1922                 goto error;
1923
1924         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1925                 isl_map_free(map2);
1926                 return map1;
1927         }
1928         if (isl_map_fast_is_empty(map2)) {
1929                 isl_map_free(map1);
1930                 return map2;
1931         }
1932
1933         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
1934             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
1935             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
1936             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
1937              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
1938                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
1939         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
1940                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
1941         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
1942                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
1943             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
1944                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1945
1946         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
1947                 isl_assert(map1->ctx,
1948                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
1949
1950         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
1951             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
1952                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
1953
1954         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
1955                                 map1->n * map2->n, flags);
1956         if (!result)
1957                 goto error;
1958         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
1959                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
1960                         struct isl_basic_map *part;
1961                         part = isl_basic_map_intersect(
1962                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
1963                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
1964                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
1965                                 isl_basic_map_free(part);
1966                         else
1967                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
1968                         if (!result)
1969                                 goto error;
1970                 }
1971         isl_map_free(map1);
1972         isl_map_free(map2);
1973         return result;
1974 error:
1975         isl_map_free(map1);
1976         isl_map_free(map2);
1977         return NULL;
1978 }
1979
1980 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
1981 {
1982         return (struct isl_set *)
1983                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
1984                                   (struct isl_map *)set2);
1985 }
1986
1987 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
1988 {
1989         struct isl_dim *dim;
1990         struct isl_basic_set *bset;
1991         unsigned in;
1992
1993         if (!bmap)
1994                 return NULL;
1995         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1996         if (!bmap)
1997                 return NULL;
1998         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
1999         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2000         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2001         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2002         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2003 }
2004
2005 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2006                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2007 {
2008         struct isl_dim *res_dim;
2009         struct isl_basic_map *res;
2010         struct isl_dim_map *dim_map;
2011         unsigned total, off;
2012         enum isl_dim_type t;
2013
2014         if (n == 0)
2015                 return bmap;
2016
2017         if (!bmap)
2018                 return NULL;
2019
2020         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2021
2022         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2023         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2024         off = 0;
2025         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2026                 if (t != type) {
2027                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2028                 } else {
2029                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2030                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2031                                                 0, pos, off);
2032                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2033                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2034                 }
2035                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2036         }
2037         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2038
2039         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2040                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2041         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2042         res = isl_basic_map_simplify(res);
2043         return isl_basic_map_finalize(res);
2044 }
2045
2046 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2047                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2048 {
2049         if (!bmap)
2050                 return NULL;
2051         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2052                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2053 }
2054
2055 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2056                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2057 {
2058         if (!bset)
2059                 return NULL;
2060         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2061         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2062 error:
2063         isl_basic_set_free(bset);
2064         return NULL;
2065 }
2066
2067 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2068                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2069 {
2070         int i;
2071
2072         if (n == 0)
2073                 return map;
2074
2075         map = isl_map_cow(map);
2076         if (!map)
2077                 return NULL;
2078
2079         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2080         if (!map->dim)
2081                 goto error;
2082
2083         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2084                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2085                 if (!map->p[i])
2086                         goto error;
2087         }
2088
2089         return map;
2090 error:
2091         isl_map_free(map);
2092         return NULL;
2093 }
2094
2095 __isl_give isl_map *isl_map_add(__isl_take isl_map *map,
2096                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2097 {
2098         if (!map)
2099                 return NULL;
2100         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2101 }
2102
2103 __isl_give isl_set *isl_set_add(__isl_take isl_set *set,
2104                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2105 {
2106         if (!set)
2107                 return NULL;
2108         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2109         return (isl_set *)isl_map_add((isl_map *)set, type, n);
2110 error:
2111         isl_set_free(set);
2112         return NULL;
2113 }
2114
2115 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2116         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2117         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2118         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2119 {
2120         int i;
2121         struct isl_dim_map *dim_map;
2122         struct isl_basic_map *res;
2123         enum isl_dim_type t;
2124         unsigned total, off;
2125
2126         if (!bmap)
2127                 return NULL;
2128         if (n == 0)
2129                 return bmap;
2130
2131         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2132                 goto error);
2133
2134         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2135                 return bmap;
2136
2137         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2138
2139         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2140             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2141                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2142                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2143                 if (!bmap)
2144                         return NULL;
2145
2146                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2147                                                 src_type, src_pos, n);
2148                 if (!bmap->dim)
2149                         goto error;
2150
2151                 return bmap;
2152         }
2153
2154         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2155         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2156
2157         off = 0;
2158         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2159                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2160                 if (t == dst_type) {
2161                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2162                                             0, dst_pos, off);
2163                         off += dst_pos;
2164                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2165                                             src_pos, n, off);
2166                         off += n;
2167                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2168                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2169                         off += size - dst_pos;
2170                 } else if (t == src_type) {
2171                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2172                                             0, src_pos, off);
2173                         off += src_pos;
2174                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2175                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2176                         off += size - src_pos - n;
2177                 } else {
2178                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2179                         off += size;
2180                 }
2181         }
2182         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2183
2184         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2185                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2186         bmap = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2187
2188         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2189                                         src_type, src_pos, n);
2190         if (!bmap->dim)
2191                 goto error;
2192
2193         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2194         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2195         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2196
2197         return bmap;
2198 error:
2199         isl_basic_map_free(bmap);
2200         return NULL;
2201 }
2202
2203 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2204         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2205         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2206 {
2207         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2208                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2209 }
2210
2211 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2212         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2213         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2214 {
2215         if (!set)
2216                 return NULL;
2217         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2218         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2219                                         src_type, src_pos, n);
2220 error:
2221         isl_set_free(set);
2222         return NULL;
2223 }
2224
2225 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2226         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2227         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2228 {
2229         int i;
2230
2231         if (!map)
2232                 return NULL;
2233         if (n == 0)
2234                 return map;
2235
2236         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2237                 goto error);
2238
2239         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2240                 return map;
2241
2242         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2243
2244         map = isl_map_cow(map);
2245         if (!map)
2246                 return NULL;
2247
2248         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2249         if (!map->dim)
2250                 goto error;
2251
2252         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2253                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2254                                                 dst_type, dst_pos,
2255                                                 src_type, src_pos, n);
2256                 if (!map->p[i])
2257                         goto error;
2258         }
2259
2260         return map;
2261 error:
2262         isl_map_free(map);
2263         return NULL;
2264 }
2265
2266 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2267  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2268  * That's the responsibility of the caller.
2269  */
2270 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2271         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2272 {
2273         struct isl_dim_map *dim_map;
2274         struct isl_basic_map *res;
2275         enum isl_dim_type t;
2276         unsigned total, off;
2277
2278         if (!bmap)
2279                 return NULL;
2280         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2281                 return bmap;
2282
2283         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2284         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2285
2286         off = 0;
2287         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2288                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2289                 if (t == type) {
2290                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2291                                             0, first, off);
2292                         off += first;
2293                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2294                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2295                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2296                                             first + n, size - (first + n), off);
2297                         off += size - (first + n);
2298                 } else {
2299                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2300                         off += size;
2301                 }
2302         }
2303         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2304
2305         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2306                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2307         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2308         return res;
2309 }
2310
2311 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2312  * into existentially quantified variables.
2313  */
2314 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2315                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2316                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2317 {
2318         int i;
2319         size_t row_size;
2320         isl_int **new_div;
2321         isl_int *old;
2322
2323         if (n == 0)
2324                 return bmap;
2325
2326         if (!bmap)
2327                 return NULL;
2328
2329         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2330                 return isl_basic_map_remove(bmap, type, first, n);
2331
2332         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2333                         goto error);
2334
2335         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2336         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2337
2338         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2339         old = bmap->block2.data;
2340         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2341                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2342         if (!bmap->block2.data)
2343                 goto error;
2344         new_div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2345         if (!new_div)
2346                 goto error;
2347         for (i = 0; i < n; ++i) {
2348                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2349                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2350                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2351         }
2352         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2353                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2354         free(bmap->div);
2355         bmap->div = new_div;
2356         bmap->n_div += n;
2357         bmap->extra += n;
2358
2359         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2360         if (!bmap->dim)
2361                 goto error;
2362         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2363         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2364         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2365 error:
2366         isl_basic_map_free(bmap);
2367         return NULL;
2368 }
2369
2370 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2371  * into existentially quantified variables.
2372  */
2373 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2374                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2375 {
2376         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2377                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2378 }
2379
2380 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2381  * into existentially quantified variables.
2382  */
2383 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2384                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2385 {
2386         int i;
2387
2388         if (!map)
2389                 return NULL;
2390
2391         if (n == 0)
2392                 return map;
2393
2394         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2395
2396         map = isl_map_cow(map);
2397         if (!map)
2398                 return NULL;
2399
2400         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2401         if (!map->dim)
2402                 goto error;
2403
2404         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2405                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2406                 if (!map->p[i])
2407                         goto error;
2408         }
2409
2410         return map;
2411 error:
2412         isl_map_free(map);
2413         return map;
2414 }
2415
2416 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2417  * into existentially quantified variables.
2418  */
2419 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2420                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2421 {
2422         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2423 }
2424
2425 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2426 {
2427         int i, j;
2428
2429         for (i = 0; i < n; ++i) {
2430                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2431                 if (j < 0)
2432                         goto error;
2433                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2434         }
2435         return bmap;
2436 error:
2437         isl_basic_map_free(bmap);
2438         return NULL;
2439 }
2440
2441 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2442                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2443 {
2444         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2445         struct isl_basic_map *bmap;
2446         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2447         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2448
2449         if (!bmap1 || !bmap2)
2450                 goto error;
2451
2452         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2453                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2454
2455         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2456         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2457         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2458         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2459
2460         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2461         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2462         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2463         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2464         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2465         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2466         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2467         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2468         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2469         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2470         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2471
2472         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2473                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2474                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2475                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2476         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2477         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2478         bmap = add_divs(bmap, n);
2479         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2480         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2481         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2482 error:
2483         isl_basic_map_free(bmap1);
2484         isl_basic_map_free(bmap2);
2485         return NULL;
2486 }
2487
2488 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2489                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2490 {
2491         if (!bset || !bmap)
2492                 goto error;
2493
2494         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2495                     goto error);
2496
2497         return (struct isl_basic_set *)
2498                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2499 error:
2500         isl_basic_set_free(bset);
2501         isl_basic_map_free(bmap);
2502         return NULL;
2503 }
2504
2505 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2506                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2507 {
2508         if (!bmap1 || !bmap2)
2509                 goto error;
2510
2511         isl_assert(bmap1->ctx,
2512             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2513         isl_assert(bmap1->ctx,
2514             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2515             goto error);
2516
2517         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2518         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2519         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2520 error:
2521         isl_basic_map_free(bmap1);
2522         isl_basic_map_free(bmap2);
2523         return NULL;
2524 }
2525
2526 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2527  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2528  */
2529 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2530                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2531 {
2532         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2533         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2534         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2535         int i;
2536
2537         if (!bmap1 || !bmap2)
2538                 goto error;
2539
2540         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2541                 goto error);
2542
2543         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2544         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2545         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2546
2547         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2548         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2549         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2550         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2551         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2552         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2553         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2554         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2555         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2556         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2557         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2558
2559         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2560                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2561                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2562                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2563         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2564                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2565                 if (j < 0)
2566                         goto error;
2567                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2568                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2569                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2570                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2571         }
2572         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2573         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2574         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2575
2576         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2577         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2578 error:
2579         isl_basic_map_free(bmap);
2580         isl_basic_map_free(bmap1);
2581         isl_basic_map_free(bmap2);
2582         return NULL;
2583 }
2584
2585 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2586  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2587  */
2588 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2589 {
2590         struct isl_map *result;
2591         int i, j;
2592
2593         if (!map1 || !map2)
2594                 goto error;
2595
2596         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2597
2598         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2599                                 map1->n * map2->n, 0);
2600         if (!result)
2601                 goto error;
2602         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2603                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2604                         struct isl_basic_map *part;
2605                         part = isl_basic_map_sum(
2606                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2607                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2608                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2609                                 isl_basic_map_free(part);
2610                         else
2611                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2612                         if (!result)
2613                                 goto error;
2614                 }
2615         isl_map_free(map1);
2616         isl_map_free(map2);
2617         return result;
2618 error:
2619         isl_map_free(map1);
2620         isl_map_free(map2);
2621         return NULL;
2622 }
2623
2624 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2625         __isl_take isl_set *set2)
2626 {
2627         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2628 }
2629
2630 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2631  */
2632 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2633 {
2634         int i, j;
2635         unsigned off, n;
2636
2637         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2638         if (!bmap)
2639                 return NULL;
2640
2641         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2642         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2643         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2644                 for (j = 0; j < n; ++j)
2645                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2646         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2647                 for (j = 0; j < n; ++j)
2648                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
2649         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2650                 for (j = 0; j < n; ++j)
2651                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
2652         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2653 }
2654
2655 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2656  */
2657 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2658 {
2659         int i;
2660
2661         map = isl_map_cow(map);
2662         if (!map)
2663                 return NULL;
2664
2665         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2666                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
2667                 if (!map->p[i])
2668                         goto error;
2669         }
2670
2671         return map;
2672 error:
2673         isl_map_free(map);
2674         return NULL;
2675 }
2676
2677 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
2678 {
2679         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
2680 }
2681
2682 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
2683  * A -> floor(f(A)/d).
2684  */
2685 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
2686                 isl_int d)
2687 {
2688         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2689         struct isl_basic_map *result = NULL;
2690         struct isl_dim_map *dim_map;
2691         int i;
2692
2693         if (!bmap)
2694                 return NULL;
2695
2696         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2697         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2698         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2699
2700         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
2701         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2702         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2703         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2704         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
2705         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
2706
2707         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
2708                         bmap->n_div + n_out,
2709                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
2710         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
2711         result = add_divs(result, n_out);
2712         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2713                 int j;
2714                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2715                 if (j < 0)
2716                         goto error;
2717                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2718                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2719                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
2720                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2721                 if (j < 0)
2722                         goto error;
2723                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2724                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2725                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
2726                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
2727         }
2728
2729         result = isl_basic_map_simplify(result);
2730         return isl_basic_map_finalize(result);
2731 error:
2732         isl_basic_map_free(result);
2733         return NULL;
2734 }
2735
2736 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
2737  * A -> floor(f(A)/d).
2738  */
2739 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
2740 {
2741         int i;
2742
2743         map = isl_map_cow(map);
2744         if (!map)
2745                 return NULL;
2746
2747         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
2748         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2749         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2750                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
2751                 if (!map->p[i])
2752                         goto error;
2753         }
2754
2755         return map;
2756 error:
2757         isl_map_free(map);
2758         return NULL;
2759 }
2760
2761 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2762 {
2763         int i;
2764         unsigned nparam;
2765         unsigned n_in;
2766
2767         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2768         if (i < 0)
2769                 goto error;
2770         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2771         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2772         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2773         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
2774         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2775         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2776 error:
2777         isl_basic_map_free(bmap);
2778         return NULL;
2779 }
2780
2781 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
2782  */
2783 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2784 {
2785         int i;
2786         unsigned nparam;
2787         unsigned n_in;
2788
2789         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2790         if (i < 0)
2791                 goto error;
2792         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2793         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2794         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2795         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2796         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2797         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2798         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2799 error:
2800         isl_basic_map_free(bmap);
2801         return NULL;
2802 }
2803
2804 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
2805  */
2806 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
2807         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2808 {
2809         int i;
2810         unsigned nparam;
2811         unsigned n_in;
2812
2813         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2814         if (i < 0)
2815                 goto error;
2816         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2817         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2818         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2819         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2820         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2821         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2822 error:
2823         isl_basic_map_free(bmap);
2824         return NULL;
2825 }
2826
2827 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
2828  */
2829 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2830 {
2831         int i;
2832         unsigned nparam;
2833         unsigned n_in;
2834
2835         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2836         if (i < 0)
2837                 goto error;
2838         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2839         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2840         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2841         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2842         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2843         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2844         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2845 error:
2846         isl_basic_map_free(bmap);
2847         return NULL;
2848 }
2849
2850 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
2851  */
2852 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
2853         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2854 {
2855         int i;
2856         unsigned nparam;
2857         unsigned n_in;
2858
2859         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2860         if (i < 0)
2861                 goto error;
2862         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2863         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2864         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2865         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2866         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2867         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2868 error:
2869         isl_basic_map_free(bmap);
2870         return NULL;
2871 }
2872
2873 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
2874 {
2875         int i;
2876         struct isl_basic_map *bmap;
2877         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
2878         if (!bmap)
2879                 return NULL;
2880         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
2881                 bmap = var_equal(bmap, i);
2882         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2883 }
2884
2885 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
2886  */
2887 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2888 {
2889         int i;
2890         struct isl_basic_map *bmap;
2891         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2892         if (!bmap)
2893                 return NULL;
2894         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2895                 bmap = var_equal(bmap, i);
2896         if (bmap)
2897                 bmap = var_less(bmap, pos);
2898         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2899 }
2900
2901 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
2902  */
2903 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
2904         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
2905 {
2906         int i;
2907         isl_basic_map *bmap;
2908
2909         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2910         for (i = 0; i < pos; ++i)
2911                 bmap = var_equal(bmap, i);
2912         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
2913         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2914 }
2915
2916 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
2917  */
2918 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2919 {
2920         int i;
2921         struct isl_basic_map *bmap;
2922         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2923         if (!bmap)
2924                 return NULL;
2925         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2926                 bmap = var_equal(bmap, i);
2927         if (bmap)
2928                 bmap = var_more(bmap, pos);
2929         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2930 }
2931
2932 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
2933  */
2934 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
2935         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
2936 {
2937         int i;
2938         isl_basic_map *bmap;
2939
2940         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2941         for (i = 0; i < pos; ++i)
2942                 bmap = var_equal(bmap, i);
2943         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
2944         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2945 }
2946
2947 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
2948         unsigned n, int equal)
2949 {
2950         struct isl_map *map;
2951         int i;
2952
2953         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
2954
2955         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
2956                 map = isl_map_add_basic_map(map,
2957                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
2958         if (n > 0) {
2959                 if (equal)
2960                         map = isl_map_add_basic_map(map,
2961                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
2962                 else
2963                         map = isl_map_add_basic_map(map,
2964                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
2965         } else
2966                 isl_dim_free(dims);
2967
2968         return map;
2969 }
2970
2971 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
2972 {
2973         if (!dims)
2974                 return NULL;
2975         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
2976 }
2977
2978 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
2979 {
2980         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
2981 }
2982
2983 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
2984 {
2985         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
2986 }
2987
2988 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
2989 {
2990         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
2991 }
2992
2993 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
2994 {
2995         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
2996 }
2997
2998 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
2999         unsigned n, int equal)
3000 {
3001         struct isl_map *map;
3002         int i;
3003
3004         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3005
3006         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3007                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3008                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3009         if (n > 0) {
3010                 if (equal)
3011                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3012                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3013                 else
3014                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3015                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3016         } else
3017                 isl_dim_free(dims);
3018
3019         return map;
3020 }
3021
3022 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3023 {
3024         if (!dims)
3025                 return NULL;
3026         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3027 }
3028
3029 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3030 {
3031         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3032 }
3033
3034 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3035 {
3036         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3037 }
3038
3039 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3040 {
3041         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3042 }
3043
3044 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3045 {
3046         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3047 }
3048
3049 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3050                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3051 {
3052         struct isl_basic_map *bmap;
3053
3054         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3055         if (!bset || !dim)
3056                 goto error;
3057
3058         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3059         isl_dim_free(bset->dim);
3060         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3061         bmap->dim = dim;
3062         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3063 error:
3064         isl_basic_set_free(bset);
3065         isl_dim_free(dim);
3066         return NULL;
3067 }
3068
3069 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3070 {
3071         if (!bmap)
3072                 goto error;
3073         if (bmap->dim->n_in == 0)
3074                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3075         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3076         if (!bmap)
3077                 goto error;
3078         bmap->dim = isl_dim_cow(bmap->dim);
3079         if (!bmap->dim)
3080                 goto error;
3081         bmap->dim->n_out += bmap->dim->n_in;
3082         bmap->dim->n_in = 0;
3083         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3084         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3085 error:
3086         isl_basic_map_free(bmap);
3087         return NULL;
3088 }
3089
3090 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3091  *
3092  *              f - m d >= 0
3093  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3094  *
3095  * Note that the second constraint is the negation of
3096  *
3097  *              f - m d >= n
3098  */
3099 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3100 {
3101         int i, j;
3102         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3103         unsigned div_pos = 1 + total - bmap->n_div + div;
3104
3105         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3106         if (i < 0)
3107                 return -1;
3108         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, 1+total);
3109         isl_int_neg(bmap->ineq[i][div_pos], bmap->div[div][0]);
3110
3111         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3112         if (j < 0)
3113                 return -1;
3114         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3115         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][div_pos]);
3116         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3117         return j;
3118 }
3119
3120 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3121                 struct isl_basic_map *bmap)
3122 {
3123         if (!bmap)
3124                 goto error;
3125         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
3126                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3127         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3128         if (!bmap)
3129                 goto error;
3130         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3131         if (!bmap->dim)
3132                 goto error;
3133         bmap->extra -= bmap->n_div;
3134         bmap->n_div = 0;
3135         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3136         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3137 error:
3138         return NULL;
3139 }
3140
3141 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3142                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3143 {
3144         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3145 }
3146
3147 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3148         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3149 {
3150         struct isl_basic_map *bmap;
3151         struct isl_ctx *ctx;
3152         unsigned total;
3153         int i;
3154
3155         if (!bset || !like)
3156                 goto error;
3157         ctx = bset->ctx;
3158         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3159         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3160         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3161                         goto error);
3162         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3163                 isl_basic_map_free(like);
3164                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3165         }
3166         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3167         if (!bset)
3168                 goto error;
3169         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3170         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3171         isl_dim_free(bmap->dim);
3172         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3173         if (!bmap->dim)
3174                 goto error;
3175         bmap->n_div = like->n_div;
3176         bmap->extra += like->n_div;
3177         if (bmap->extra) {
3178                 unsigned ltotal;
3179                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3180                 if (ltotal > total)
3181                         ltotal = total;
3182                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3183                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3184                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3185                         goto error;
3186                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
3187                                                 bmap->extra);
3188                 if (!bmap->div)
3189                         goto error;
3190                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3191                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3192                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3193                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3194                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3195                 }
3196                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3197                                                         0, 2 * like->n_div);
3198                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3199                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3200                                 continue;
3201                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3202                                 goto error;
3203                 }
3204         }
3205         isl_basic_map_free(like);
3206         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3207         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3208         return bmap;
3209 error:
3210         isl_basic_map_free(like);
3211         isl_basic_set_free(bset);
3212         return NULL;
3213 }
3214
3215 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3216         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3217 {
3218         return (struct isl_basic_set *)
3219                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3220 }
3221
3222 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3223         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3224 {
3225         int i;
3226
3227         if (!set || !like)
3228                 goto error;
3229         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3230                     goto error);
3231         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3232                 isl_basic_set_free(like);
3233                 return set;
3234         }
3235         set = isl_set_cow(set);
3236         if (!set)
3237                 goto error;
3238         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3239                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3240                                                       isl_basic_set_copy(like));
3241                 if (!set->p[i])
3242                         goto error;
3243         }
3244         isl_dim_free(set->dim);
3245         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3246         if (!set->dim)
3247                 goto error;
3248         isl_basic_set_free(like);
3249         return set;
3250 error:
3251         isl_basic_set_free(like);
3252         isl_set_free(set);
3253         return NULL;
3254 }
3255
3256 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3257 {
3258         int i;
3259
3260         map = isl_map_cow(map);
3261         if (!map)
3262                 return NULL;
3263         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3264         if (!map->dim)
3265                 goto error;
3266
3267         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3268                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3269                                 goto error);
3270         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3271                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3272                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3273                 if (!map->p[i])
3274                         goto error;
3275         }
3276         if (map->n == 0)
3277                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3278         else {
3279                 isl_dim_free(map->dim);
3280                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3281         }
3282         if (!map->dim)
3283                 goto error;
3284         return (struct isl_set *)map;
3285 error:
3286         isl_map_free(map);
3287         return NULL;
3288 }
3289
3290 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3291 {
3292         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3293 }
3294
3295 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3296 {
3297         struct isl_basic_set *domain;
3298         unsigned n_in;
3299         unsigned n_out;
3300         if (!bmap)
3301                 return NULL;
3302         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3303         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3304         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3305         return isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3306 }
3307
3308 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3309 {
3310         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3311 }
3312
3313 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3314 {
3315         int i;
3316         struct isl_set *set;
3317
3318         if (!map)
3319                 goto error;
3320         if (isl_map_dim(map, isl_dim_in) == 0)
3321                 return (isl_set *)map;
3322
3323         map = isl_map_cow(map);
3324         if (!map)
3325                 goto error;
3326
3327         set = (struct isl_set *) map;
3328         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3329         if (!set->dim)
3330                 goto error;
3331         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3332                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3333                 if (!set->p[i])
3334                         goto error;
3335         }
3336         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3337         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3338         return set;
3339 error:
3340         isl_map_free(map);
3341         return NULL;
3342 }
3343
3344 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
3345 {
3346         int i;
3347         struct isl_map *map = NULL;
3348
3349         set = isl_set_cow(set);
3350         if (!set || !dim)
3351                 goto error;
3352         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
3353         map = (struct isl_map *)set;
3354         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3355                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
3356                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
3357                 if (!map->p[i])
3358                         goto error;
3359         }
3360         isl_dim_free(map->dim);
3361         map->dim = dim;
3362         return map;
3363 error:
3364         isl_dim_free(dim);
3365         isl_set_free(set);
3366         return NULL;
3367 }
3368
3369 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
3370 {
3371         return (struct isl_map *)set;
3372 }
3373
3374 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
3375 {
3376         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));;
3377 }
3378
3379 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
3380         __isl_take isl_set *range)
3381 {
3382         return isl_map_product(isl_map_from_domain(domain),
3383                                isl_map_from_range(range));
3384 }
3385
3386 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
3387 {
3388         int i;
3389         struct isl_set *set = NULL;
3390
3391         if (!map)
3392                 return NULL;
3393         map = isl_map_cow(map);
3394         if (!map)
3395                 return NULL;
3396         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3397         if (!map->dim)
3398                 goto error;
3399         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
3400         map->dim->n_in = 0;
3401         set = (struct isl_set *)map;
3402         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3403                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
3404                 if (!set->p[i])
3405                         goto error;
3406         }
3407         return set;
3408 error:
3409         isl_map_free(map);
3410         return NULL;
3411 }
3412
3413 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
3414 {
3415         struct isl_map *map;
3416
3417         if (!dim)
3418                 return NULL;
3419         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
3420         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
3421                         sizeof(struct isl_map) +
3422                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
3423         if (!map)
3424                 goto error;
3425
3426         map->ctx = dim->ctx;
3427         isl_ctx_ref(map->ctx);
3428         map->ref = 1;
3429         map->size = n;
3430         map->n = 0;
3431         map->dim = dim;
3432         map->flags = flags;
3433         return map;
3434 error:
3435         isl_dim_free(dim);
3436         return NULL;
3437 }
3438
3439 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
3440                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
3441                 unsigned flags)
3442 {
3443         struct isl_map *map;
3444         struct isl_dim *dims;
3445
3446         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
3447         if (!dims)
3448                 return NULL;
3449
3450         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
3451         return map;
3452 }
3453
3454 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
3455 {
3456         struct isl_basic_map *bmap;
3457         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3458         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3459         return bmap;
3460 }
3461
3462 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
3463 {
3464         struct isl_basic_set *bset;
3465         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3466         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3467         return bset;
3468 }
3469
3470 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
3471 {
3472         struct isl_basic_map *bmap;
3473         if (!model)
3474                 return NULL;
3475         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3476         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3477         return bmap;
3478 }
3479
3480 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
3481 {
3482         struct isl_basic_map *bmap;
3483         if (!model)
3484                 return NULL;
3485         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3486         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3487         return bmap;
3488 }
3489
3490 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
3491 {
3492         struct isl_basic_set *bset;
3493         if (!model)
3494                 return NULL;
3495         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3496         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3497         return bset;
3498 }
3499
3500 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
3501 {
3502         struct isl_basic_map *bmap;
3503         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3504         return bmap;
3505 }
3506
3507 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
3508 {
3509         struct isl_basic_set *bset;
3510         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3511         return bset;
3512 }
3513
3514 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
3515                 __isl_keep isl_basic_map *model)
3516 {
3517         if (!model)
3518                 return NULL;
3519         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3520 }
3521
3522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
3523 {
3524         if (!model)
3525                 return NULL;
3526         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3527 }
3528
3529 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
3530         __isl_keep isl_set *model)
3531 {
3532         if (!model)
3533                 return NULL;
3534         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3535 }
3536
3537 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
3538 {
3539         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3540 }
3541
3542 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
3543 {
3544         if (!model)
3545                 return NULL;
3546         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3547 }
3548
3549 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
3550 {
3551         if (!model)
3552                 return NULL;
3553         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3554 }
3555
3556 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
3557 {
3558         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3559 }
3560
3561 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
3562 {
3563         if (!model)
3564                 return NULL;
3565         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
3566 }
3567
3568 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
3569 {
3570         struct isl_map *map;
3571         if (!dim)
3572                 return NULL;
3573         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3574         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
3575         return map;
3576 }
3577
3578 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
3579 {
3580         struct isl_set *set;
3581         if (!dim)
3582                 return NULL;
3583         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3584         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
3585         return set;
3586 }
3587
3588 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
3589 {
3590         if (!model)
3591                 return NULL;
3592         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
3593 }
3594
3595 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
3596 {
3597         int i;
3598         struct isl_map *dup;
3599
3600         if (!map)
3601                 return NULL;
3602         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
3603         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3604                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3605         return dup;
3606 }
3607
3608 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
3609                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
3610 {
3611         if (!bmap || !map)
3612                 goto error;
3613         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
3614                 isl_basic_map_free(bmap);
3615                 return map;
3616         }
3617         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
3618         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
3619         map->p[map->n] = bmap;
3620         map->n++;
3621         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3622         return map;
3623 error:
3624         if (map)
3625                 isl_map_free(map);
3626         if (bmap)
3627                 isl_basic_map_free(bmap);
3628         return NULL;
3629 }
3630
3631 void isl_map_free(struct isl_map *map)
3632 {
3633         int i;
3634
3635         if (!map)
3636                 return;
3637
3638         if (--map->ref > 0)
3639                 return;
3640
3641         isl_ctx_deref(map->ctx);
3642         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3643                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
3644         isl_dim_free(map->dim);
3645         free(map);
3646 }
3647
3648 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
3649                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
3650 {
3651         int i;
3652
3653         base = isl_map_cow(base);
3654         if (!base)
3655                 return NULL;
3656
3657         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3658         if (!base->dim)
3659                 goto error;
3660         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3661                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3662                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3663                 if (!base->p[i])
3664                         goto error;
3665         }
3666         return base;
3667 error:
3668         isl_map_free(base);
3669         return NULL;
3670 }
3671
3672 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3673                 unsigned nparam, unsigned dim)
3674 {
3675         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3676                                                         nparam, 0, dim);
3677 }
3678
3679 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
3680         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
3681 {
3682         int j;
3683
3684         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3685         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3686         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3687         if (j < 0)
3688                 goto error;
3689         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3690         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3691         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3692         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3693         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3694 error:
3695         isl_basic_map_free(bmap);
3696         return NULL;
3697 }
3698
3699 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
3700         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
3701 {
3702         int j;
3703
3704         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3705         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3706         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3707         if (j < 0)
3708                 goto error;
3709         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3710         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3711         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
3712         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3713         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3714 error:
3715         isl_basic_map_free(bmap);
3716         return NULL;
3717 }
3718
3719 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3720                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3721 {
3722         if (!bmap)
3723                 return NULL;
3724         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3725         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
3726                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3727 error:
3728         isl_basic_map_free(bmap);
3729         return NULL;
3730 }
3731
3732 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3733                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3734 {
3735         if (!bmap)
3736                 return NULL;
3737         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3738         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
3739                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3740 error:
3741         isl_basic_map_free(bmap);
3742         return NULL;
3743 }
3744
3745 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3746                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3747 {
3748         return (struct isl_basic_set *)
3749                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3750                                         type, pos, value);
3751 }
3752
3753 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
3754                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3755 {
3756         return (struct isl_basic_set *)
3757                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
3758                                         type, pos, value);
3759 }
3760
3761 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3762                 unsigned input, int value)
3763 {
3764         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3765 }
3766
3767 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3768                 unsigned dim, int value)
3769 {
3770         return (struct isl_basic_set *)
3771                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3772                                         isl_dim_set, dim, value);
3773 }
3774
3775 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3776                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3777 {
3778         int i;
3779
3780         map = isl_map_cow(map);
3781         if (!map)
3782                 return NULL;
3783
3784         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3785         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3786                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3787                 if (!map->p[i])
3788                         goto error;
3789         }
3790         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3791         return map;
3792 error:
3793         isl_map_free(map);
3794         return NULL;
3795 }
3796
3797 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
3798                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3799 {
3800         return (struct isl_set *)
3801                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
3802 }
3803
3804 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
3805                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3806 {
3807         int i;
3808
3809         map = isl_map_cow(map);
3810         if (!map)
3811                 return NULL;
3812
3813         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3814         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3815                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
3816                 if (!map->p[i])
3817                         goto error;
3818         }
3819         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3820         return map;
3821 error:
3822         isl_map_free(map);
3823         return NULL;
3824 }
3825
3826 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
3827                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3828 {
3829         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
3830 }
3831
3832 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3833                 unsigned input, int value)
3834 {
3835         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3836 }
3837
3838 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3839 {
3840         return (struct isl_set *)
3841                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3842 }
3843
3844 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
3845                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3846                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3847 {
3848         int j;
3849
3850         if (!bmap)
3851                 return NULL;
3852         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3853         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
3854         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3855         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
3856         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3857         if (j < 0)
3858                 goto error;
3859         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3860         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
3861         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
3862         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3863         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3864 error:
3865         isl_basic_map_free(bmap);
3866         return NULL;
3867 }
3868
3869 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
3870         unsigned dim, isl_int value)
3871 {
3872         int j;
3873
3874         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3875         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
3876         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3877         if (j < 0)
3878                 goto error;
3879         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3880         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
3881         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
3882         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
3883         return isl_basic_set_finalize(bset);
3884 error:
3885         isl_basic_set_free(bset);
3886         return NULL;
3887 }
3888
3889 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
3890                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3891 {
3892         int i;
3893
3894         map = isl_map_cow(map);
3895         if (!map)
3896                 return NULL;
3897
3898         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3899         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3900                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
3901                                                          type, pos, value);
3902                 if (!map->p[i])
3903                         goto error;
3904         }
3905         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3906         return map;
3907 error:
3908         isl_map_free(map);
3909         return NULL;
3910 }
3911
3912 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
3913                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3914 {
3915         return (struct isl_set *)
3916                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
3917 }
3918
3919 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
3920                                         isl_int value)
3921 {
3922         int i;
3923
3924         set = isl_set_cow(set);
3925         if (!set)
3926                 return NULL;
3927
3928         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
3929         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3930                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
3931                 if (!set->p[i])
3932                         goto error;
3933         }
3934         return set;
3935 error:
3936         isl_set_free(set);
3937         return NULL;
3938 }
3939
3940 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
3941 {
3942         int i;
3943
3944         map = isl_map_cow(map);
3945         if (!map)
3946                 return NULL;
3947
3948         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
3949         if (!map->dim)
3950                 goto error;
3951         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3952                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
3953                 if (!map->p[i])
3954                         goto error;
3955         }
3956         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3957         return map;
3958 error:
3959         isl_map_free(map);
3960         return NULL;
3961 }
3962
3963 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
3964                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3965                 struct isl_set **empty, int max)
3966 {
3967         if (!bmap)
3968                 goto error;
3969         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
3970                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3971         else
3972                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3973 error:
3974         isl_basic_map_free(bmap);
3975         isl_basic_set_free(dom);
3976         if (empty)
3977                 *empty = NULL;
3978         return NULL;
3979 }
3980
3981 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
3982                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3983                 struct isl_set **empty)
3984 {
3985         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
3986 }
3987
3988 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
3989                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3990                 struct isl_set **empty)
3991 {
3992         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
3993 }
3994
3995 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
3996                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
3997                 struct isl_set **empty)
3998 {
3999         return (struct isl_set *)
4000                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4001                         dom, empty);
4002 }
4003
4004 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4005                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4006                 struct isl_set **empty)
4007 {
4008         return (struct isl_set *)
4009                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4010                         dom, empty);
4011 }
4012
4013 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicograhically minimal
4014  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4015  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4016  *
4017  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4018  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4019  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4020  * domain down into the parametric integer programming.
4021  */
4022 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4023                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4024                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4025 {
4026         int i;
4027         struct isl_map *res;
4028
4029         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4030         if (!dom)
4031                 goto error;
4032
4033         if (isl_set_fast_is_empty(dom)) {
4034                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4035                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4036                 isl_set_free(dom);
4037                 isl_basic_map_free(bmap);
4038                 return res;
4039         }
4040
4041         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4042                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4043
4044         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4045                 struct isl_map *res_i;
4046                 struct isl_set *empty_i;
4047
4048                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4049                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4050
4051                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4052                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4053         }
4054
4055         isl_set_free(dom);
4056         isl_basic_map_free(bmap);
4057         return res;
4058 error:
4059         *empty = NULL;
4060         isl_set_free(dom);
4061         isl_basic_map_free(bmap);
4062         return NULL;
4063 }
4064
4065 /* Given a map "map", compute the lexicograhically minimal
4066  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4067  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4068  *
4069  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4070  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4071  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4072  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4073  * improve both "res" and "todo".
4074  *
4075  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4076  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4077  * We first intersect basic map i with a relation that maps elements
4078  * to elements that are lexicographically larger than the image elements
4079  * in res^k and the compute the maximum image element of this intersection.
4080  * The result ("better") corresponds to those image elements in basic map i
4081  * that are better than what we had before.  The remainder ("keep") are the
4082  * domain elements for which the image element in res_k was better.
4083  * We also compute the lexicographical maximum of basic map i in todo^k.
4084  * res^i is the result of the operation + better + those elements in
4085  *              res^k that we should keep
4086  * todo^i is the remainder of the maximum operation on todo^k.
4087  */
4088 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4089                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4090                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4091 {
4092         int i;
4093         struct isl_map *res;
4094         struct isl_set *todo;
4095
4096         if (!map || !dom)
4097                 goto error;
4098
4099         if (isl_map_fast_is_empty(map)) {
4100                 if (empty)
4101                         *empty = dom;
4102                 else
4103                         isl_set_free(dom);
4104                 return map;
4105         }
4106
4107         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4108                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4109
4110         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4111                 struct isl_map *lt;
4112                 struct isl_map *better;
4113                 struct isl_set *keep;
4114                 struct isl_map *res_i;
4115                 struct isl_set *todo_i;
4116                 struct isl_dim *dim = isl_map_get_dim(res);
4117
4118                 dim = isl_dim_range(dim);
4119                 if (max)
4120                         lt = isl_map_lex_lt(dim);
4121                 else
4122                         lt = isl_map_lex_gt(dim);
4123                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4124                 lt = isl_map_intersect(lt,
4125                         isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4126                 better = isl_map_partial_lexopt(lt,
4127                         isl_map_domain(isl_map_copy(res)),
4128                         &keep, max);
4129
4130                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4131                                                 todo, &todo_i, max);
4132
4133                 res = isl_map_intersect_domain(res, keep);
4134                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4135                 res = isl_map_union_disjoint(res, better);
4136                 todo = todo_i;
4137         }
4138
4139         isl_set_free(dom);
4140         isl_map_free(map);
4141
4142         if (empty)
4143                 *empty = todo;
4144         else
4145                 isl_set_free(todo);
4146
4147         return res;
4148 error:
4149         if (empty)
4150                 *empty = NULL;
4151         isl_set_free(dom);
4152         isl_map_free(map);
4153         return NULL;
4154 }
4155
4156 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4157                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4158                 __isl_give isl_set **empty)
4159 {
4160         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4161 }
4162
4163 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4164                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4165                 __isl_give isl_set **empty)
4166 {
4167         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4168 }
4169
4170 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4171                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4172                 __isl_give isl_set **empty)
4173 {
4174         return (struct isl_set *)
4175                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4176                         dom, empty);
4177 }
4178
4179 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4180                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4181                 __isl_give isl_set **empty)
4182 {
4183         return (struct isl_set *)
4184                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4185                         dom, empty);
4186 }
4187
4188 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4189 {
4190         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4191         struct isl_dim *dom_dim;
4192
4193         if (!bmap)
4194                 goto error;
4195         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4196         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4197         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4198 error:
4199         isl_basic_map_free(bmap);
4200         return NULL;
4201 }
4202
4203 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4204 {
4205         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4206 }
4207
4208 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4209 {
4210         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4211 }
4212
4213 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4214 {
4215         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4216 }
4217
4218 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4219 {
4220         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4221 }
4222
4223 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4224 {
4225         struct isl_set *dom = NULL;
4226         struct isl_dim *dom_dim;
4227
4228         if (!map)
4229                 goto error;
4230         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
4231         dom = isl_set_universe(dom_dim);
4232         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
4233 error:
4234         isl_map_free(map);
4235         return NULL;
4236 }
4237
4238 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
4239 {
4240         return isl_map_lexopt(map, 0);
4241 }
4242
4243 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
4244 {
4245         return isl_map_lexopt(map, 1);
4246 }
4247
4248 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
4249 {
4250         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
4251 }
4252
4253 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
4254 {
4255         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
4256 }
4257
4258 static struct isl_map *isl_map_reset_dim(struct isl_map *map,
4259         struct isl_dim *dim)
4260 {
4261         int i;
4262
4263         if (!map || !dim)
4264                 goto error;
4265
4266         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4267                 isl_dim_free(map->p[i]->dim);
4268                 map->p[i]->dim = isl_dim_copy(dim);
4269         }
4270         isl_dim_free(map->dim);
4271         map->dim = dim;
4272
4273         return map;
4274 error:
4275         isl_map_free(map);
4276         isl_dim_free(dim);
4277         return NULL;
4278 }
4279
4280 static struct isl_set *isl_set_reset_dim(struct isl_set *set,
4281         struct isl_dim *dim)
4282 {
4283         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
4284 }
4285
4286 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
4287  * bset is assumed to have only parameters and divs.
4288  */
4289 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
4290         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
4291 {
4292         unsigned nparam;
4293
4294         if (!bset || !mat)
4295                 goto error;
4296
4297         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
4298         if (!bset->dim)
4299                 goto error;
4300
4301         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4302
4303         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4304
4305         bset->dim->nparam = 0;
4306         bset->dim->n_out = nparam;
4307         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
4308         if (bset) {
4309                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
4310                 bset->dim->n_out = 0;
4311         }
4312         return bset;
4313 error:
4314         isl_mat_free(mat);
4315         isl_basic_set_free(bset);
4316         return NULL;
4317 }
4318
4319 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
4320  * set is assumed to have only parameters and divs.
4321  */
4322 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
4323         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
4324 {
4325         struct isl_dim *dim = NULL;
4326         unsigned nparam;
4327
4328         if (!set || !mat)
4329                 goto error;
4330
4331         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4332         dim = isl_dim_cow(dim);
4333         if (!dim)
4334                 goto error;
4335
4336         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
4337
4338         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4339
4340         dim->nparam = 0;
4341         dim->n_out = nparam;
4342         isl_set_reset_dim(set, dim);
4343         set = isl_set_preimage(set, mat);
4344         if (!set)
4345                 goto error2;
4346         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4347         dim = isl_dim_cow(dim);
4348         if (!dim)
4349                 goto error2;
4350         dim->nparam = dim->n_out;
4351         dim->n_out = 0;
4352         isl_set_reset_dim(set, dim);
4353         return set;
4354 error:
4355         isl_dim_free(dim);
4356         isl_mat_free(mat);
4357 error2:
4358         isl_set_free(set);
4359         return NULL;
4360 }
4361
4362 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
4363  * equalities in "eq".
4364  */
4365 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
4366         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
4367 {
4368         int i, k;
4369         unsigned len;
4370
4371         if (!bset || !eq)
4372                 goto error;
4373
4374         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
4375                                         eq->n_row, 0);
4376         if (!bset)
4377                 goto error;
4378
4379         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
4380         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
4381                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
4382                 if (k < 0)
4383                         goto error;
4384                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
4385                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
4386         }
4387         isl_mat_free(eq);
4388
4389         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4390         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4391
4392         return bset;
4393 error:
4394         isl_mat_free(eq);
4395         isl_basic_set_free(bset);
4396         return NULL;
4397 }
4398
4399 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
4400  * equalities in "eq".
4401  */
4402 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
4403         struct isl_mat *eq)
4404 {
4405         int i;
4406
4407         if (!set || !eq)
4408                 goto error;
4409
4410         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4411                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
4412                                         isl_mat_copy(eq));
4413                 if (!set->p[i])
4414                         goto error;
4415         }
4416         isl_mat_free(eq);
4417         return set;
4418 error:
4419         isl_mat_free(eq);
4420         isl_set_free(set);
4421         return NULL;
4422 }
4423
4424 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
4425  * new, explicit, existential variables in the constraints.
4426  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
4427  * The output has the same parameters, but only
4428  * explicit existentially quantified variables.
4429  *
4430  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
4431  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
4432  * among the parameters by performing a variable compression on
4433  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
4434  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
4435  */
4436 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4437 {
4438         int i, j;
4439         struct isl_mat *eq;
4440         struct isl_mat *T, *T2;
4441         struct isl_set *set;
4442         unsigned nparam, n_div;
4443
4444         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4445         if (!bset)
4446                 return NULL;
4447
4448         if (bset->n_eq == 0)
4449                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4450
4451         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4452
4453         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4454         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
4455
4456         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
4457                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
4458                         ++i;
4459         }
4460         if (i == bset->n_eq)
4461                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4462
4463         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
4464                 0, 1 + nparam);
4465         eq = isl_mat_cow(eq);
4466         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
4467         if (T && T->n_col == 0) {
4468                 isl_mat_free(T);
4469                 isl_mat_free(T2);
4470                 isl_mat_free(eq);
4471                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4472                 return isl_set_from_basic_set(bset);
4473         }
4474         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
4475
4476         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
4477         set = set_parameter_preimage(set, T2);
4478         set = set_append_equalities(set, eq);
4479         return set;
4480 }
4481
4482 /* Compute an explicit representation for all the existentially
4483  * quantified variables.
4484  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
4485  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
4486  * no input or output dimensions and the dimension specification
4487  * is reset to that of the input.
4488  */
4489 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4490 {
4491         struct isl_basic_set *bset;
4492         struct isl_set *set;
4493         struct isl_map *map;
4494         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
4495         unsigned         nparam;
4496         unsigned         n_in;
4497         unsigned         n_out;
4498
4499         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4500         if (!bmap)
4501                 return NULL;
4502
4503         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4504         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4505         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4506         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
4507         if (!dim)
4508                 goto error;
4509
4510         orig_dim = bmap->dim;
4511         bmap->dim = dim;
4512         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
4513
4514         set = parameter_compute_divs(bset);
4515         map = (struct isl_map *)set;
4516         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
4517
4518         return map;
4519 error:
4520         isl_basic_map_free(bmap);
4521         return NULL;
4522 }
4523
4524 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4525 {
4526         int i;
4527         unsigned off;
4528
4529         if (!bmap)
4530                 return -1;
4531
4532         off = isl_dim_total(bmap->dim);
4533         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4534                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4535                         return 0;
4536                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
4537                                 return -1);
4538         }
4539         return 1;
4540 }
4541
4542 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
4543 {
4544         int i;
4545
4546         if (!map)
4547                 return -1;
4548
4549         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4550                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
4551                 if (known <= 0)
4552                         return known;
4553         }
4554
4555         return 1;
4556 }
4557
4558 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
4559  * expressions for them.  However, this computation may be
4560  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
4561  * strictly needed.
4562  */
4563 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4564 {
4565         int i;
4566         int known;
4567         struct isl_map *map;
4568
4569         known = basic_map_divs_known(bmap);
4570         if (known < 0)
4571                 goto error;
4572         if (known)
4573                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4574
4575         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
4576
4577         known = basic_map_divs_known(bmap);
4578         if (known < 0)
4579                 goto error;
4580         if (known)
4581                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4582
4583         map = compute_divs(bmap);
4584         return map;
4585 error:
4586         isl_basic_map_free(bmap);
4587         return NULL;
4588 }
4589
4590 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
4591 {
4592         int i;
4593         int known;
4594         struct isl_map *res;
4595
4596         if (!map)
4597                 return NULL;
4598         if (map->n == 0)
4599                 return map;
4600
4601         known = map_divs_known(map);
4602         if (known < 0) {
4603                 isl_map_free(map);
4604                 return NULL;
4605         }
4606         if (known)
4607                 return map;
4608
4609         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
4610         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
4611                 struct isl_map *r2;
4612                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4613                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4614                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
4615                 else
4616                         res = isl_map_union(res, r2);
4617         }
4618         isl_map_free(map);
4619
4620         return res;
4621 }
4622
4623 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4624 {
4625         return (struct isl_set *)
4626                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4627 }
4628
4629 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
4630 {
4631         return (struct isl_set *)
4632                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
4633 }
4634
4635 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
4636 {
4637         int i;
4638         struct isl_set *set;
4639
4640         if (!map)
4641                 goto error;
4642
4643         map = isl_map_cow(map);
4644         if (!map)
4645                 return NULL;
4646
4647         set = (struct isl_set *)map;
4648         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
4649         if (!set->dim)
4650                 goto error;
4651         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4652                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
4653                 if (!set->p[i])
4654                         goto error;
4655         }
4656         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4657         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4658         return set;
4659 error:
4660         isl_map_free(map);
4661         return NULL;
4662 }
4663
4664 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
4665                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4666 {
4667         int i;
4668         unsigned flags = 0;
4669         struct isl_map *map = NULL;
4670
4671         if (!map1 || !map2)
4672                 goto error;
4673
4674         if (map1->n == 0) {
4675                 isl_map_free(map1);
4676                 return map2;
4677         }
4678         if (map2->n == 0) {
4679                 isl_map_free(map2);
4680                 return map1;
4681         }
4682
4683         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4684
4685         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4686             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
4687                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4688
4689         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
4690                                 map1->n + map2->n, flags);
4691         if (!map)
4692                 goto error;
4693         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
4694                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4695                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
4696                 if (!map)
4697                         goto error;
4698         }
4699         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
4700                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4701                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
4702                 if (!map)
4703                         goto error;
4704         }
4705         isl_map_free(map1);
4706         isl_map_free(map2);
4707         return map;
4708 error:
4709         isl_map_free(map);
4710         isl_map_free(map1);
4711         isl_map_free(map2);
4712         return NULL;
4713 }
4714
4715 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4716 {
4717         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
4718         if (!map1)
4719                 return NULL;
4720         if (map1->n > 1)
4721                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
4722         return map1;
4723 }
4724
4725 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
4726                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4727 {
4728         return (struct isl_set *)
4729                 isl_map_union_disjoint(
4730                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4731 }
4732
4733 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4734 {
4735         return (struct isl_set *)
4736                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4737 }
4738
4739 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
4740                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4741 {
4742         unsigned flags = 0;
4743         struct isl_map *result;
4744         int i, j;
4745
4746         if (!map || !set)
4747                 goto error;
4748
4749         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4750             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
4751                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4752
4753         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
4754                                         map->n * set->n, flags);
4755         if (!result)
4756                 goto error;
4757         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4758                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
4759                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4760                             isl_basic_map_intersect_range(
4761                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4762                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
4763                         if (!result)
4764                                 goto error;
4765                 }
4766         isl_map_free(map);
4767         isl_set_free(set);
4768         return result;
4769 error:
4770         isl_map_free(map);
4771         isl_set_free(set);
4772         return NULL;
4773 }
4774
4775 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
4776                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4777 {
4778         return isl_map_reverse(
4779                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
4780 }
4781
4782 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
4783                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4784 {
4785         if (!map1 || !map2)
4786                 goto error;
4787         map1 = isl_map_reverse(map1);
4788         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
4789         return isl_map_reverse(map1);
4790 error:
4791         isl_map_free(map1);
4792         isl_map_free(map2);
4793         return NULL;
4794 }
4795
4796 struct isl_map *isl_map_apply_range(
4797                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4798 {
4799         struct isl_dim *dim_result;
4800         struct isl_map *result;
4801         int i, j;
4802
4803         if (!map1 || !map2)
4804                 goto error;
4805
4806         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
4807                                   isl_dim_copy(map2->dim));
4808
4809         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
4810         if (!result)
4811                 goto error;
4812         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
4813                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
4814                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4815                             isl_basic_map_apply_range(
4816                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
4817                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
4818                         if (!result)
4819                                 goto error;
4820                 }
4821         isl_map_free(map1);
4822         isl_map_free(map2);
4823         if (result && result->n <= 1)
4824                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
4825         return result;
4826 error:
4827         isl_map_free(map1);
4828         isl_map_free(map2);
4829         return NULL;
4830 }
4831
4832 /*
4833  * returns range - domain
4834  */
4835 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
4836 {
4837         isl_dim *dims;
4838         struct isl_basic_set *bset;
4839         unsigned dim;
4840         unsigned nparam;
4841         int i;
4842
4843         if (!bmap)
4844                 goto error;
4845         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
4846         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
4847         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
4848         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4849         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4850         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
4851         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
4852         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
4853         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
4854         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4855                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
4856                                             (struct isl_basic_map *)bset);
4857                 if (j < 0)
4858                         goto error;
4859                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4860                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
4861                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
4862                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
4863         }
4864         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
4865 error:
4866         isl_basic_map_free(bmap);
4867         return NULL;
4868 }
4869
4870 /*
4871  * returns range - domain
4872  */
4873 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
4874 {
4875         int i;
4876         isl_dim *dim;
4877         struct isl_set *result;
4878
4879         if (!map)
4880                 return NULL;
4881
4882         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
4883         dim = isl_map_get_dim(map);
4884         dim = isl_dim_domain(dim);
4885         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, map->flags);
4886         if (!result)
4887                 goto error;
4888         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4889                 result = isl_set_add_basic_set(result,
4890                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4891         isl_map_free(map);
4892         return result;
4893 error:
4894         isl_map_free(map);
4895         return NULL;
4896 }
4897
4898 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
4899 {
4900         struct isl_basic_map *bmap;
4901         unsigned nparam;
4902         unsigned dim;
4903         int i;
4904
4905         if (!dims)
4906                 return NULL;
4907
4908         nparam = dims->nparam;
4909         dim = dims->n_out;
4910         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
4911         if (!bmap)
4912                 goto error;
4913
4914         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4915                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4916                 if (j < 0)
4917                         goto error;
4918                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4919                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
4920                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
4921         }
4922         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4923 error:
4924         isl_basic_map_free(bmap);
4925         return NULL;
4926 }
4927
4928 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
4929 {
4930         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
4931         if (!dim)
4932                 return NULL;
4933         return basic_map_identity(dim);
4934 }
4935
4936 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
4937 {
4938         if (!model || !model->dim)
4939                 return NULL;
4940         isl_assert(model->ctx,
4941                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
4942         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
4943 }
4944
4945 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
4946 {
4947         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4948         return isl_map_add_basic_map(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
4949 }
4950
4951 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
4952 {
4953         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
4954         if (!dim)
4955                 return NULL;
4956         return map_identity(dim);
4957 }
4958
4959 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
4960 {
4961         if (!model || !model->dim)
4962                 return NULL;
4963         isl_assert(model->ctx,
4964                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
4965         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
4966 }
4967
4968 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4969 {
4970         if (!model || !model->dim)
4971                 return NULL;
4972         isl_assert(model->ctx,
4973                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
4974         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
4975 }
4976
4977 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
4978  * values.
4979  */
4980 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
4981 {
4982         int i;
4983         unsigned nparam;
4984         unsigned dim;
4985         struct isl_basic_set *bset;
4986
4987         if (!dims)
4988                 return NULL;
4989         nparam = dims->nparam;
4990         dim = dims->n_out;
4991         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
4992         if (!bset)
4993                 return NULL;
4994         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4995                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4996                 if (k < 0)
4997                         goto error;
4998                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4999                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5000         }
5001         return bset;
5002 error:
5003         isl_basic_set_free(bset);
5004         return NULL;
5005 }
5006
5007 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5008         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5009 {
5010         int i;
5011         isl_basic_set *nonneg = NULL;
5012         isl_basic_set *neg = NULL;
5013
5014         if (!set)
5015                 return NULL;
5016         if (n == 0)
5017                 return set;
5018
5019         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5020
5021         for (i = 0; i < n; ++i) {
5022                 int k;
5023
5024                 neg = NULL;
5025                 nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5026                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5027                 if (k < 0)
5028                         goto error;
5029                 isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5030                 isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], 1);
5031
5032                 neg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5033                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5034                 if (k < 0)
5035                         goto error;
5036                 isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5037                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5038                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], -1);
5039
5040                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5041         }
5042
5043         return set;
5044 error:
5045         isl_basic_set_free(nonneg);
5046         isl_basic_set_free(neg);
5047         isl_set_free(set);
5048         return NULL;
5049 }
5050
5051 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5052 {
5053         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5054 }
5055
5056 int isl_basic_map_is_subset(
5057                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5058 {
5059         int is_subset;
5060         struct isl_map *map1;
5061         struct isl_map *map2;
5062
5063         if (!bmap1 || !bmap2)
5064                 return -1;
5065
5066         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
5067         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
5068
5069         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5070
5071         isl_map_free(map1);
5072         isl_map_free(map2);
5073
5074         return is_subset;
5075 }
5076
5077 int isl_basic_map_is_equal(
5078                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5079 {
5080         int is_subset;
5081
5082         if (!bmap1 || !bmap2)
5083                 return -1;
5084         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5085         if (is_subset != 1)
5086                 return is_subset;
5087         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5088         return is_subset;
5089 }
5090
5091 int isl_basic_set_is_equal(
5092                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5093 {
5094         return isl_basic_map_is_equal(
5095                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
5096 }
5097
5098 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
5099 {
5100         int i;
5101         int is_empty;
5102
5103         if (!map)
5104                 return -1;
5105         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5106                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
5107                 if (is_empty < 0)
5108                         return -1;
5109                 if (!is_empty)
5110                         return 0;
5111         }
5112         return 1;
5113 }
5114
5115 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
5116 {
5117         return map->n == 0;
5118 }
5119
5120 int isl_set_fast_is_empty(struct isl_set *set)
5121 {
5122         return set->n == 0;
5123 }
5124
5125 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
5126 {
5127         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
5128 }
5129
5130 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5131 {
5132         int is_subset;
5133
5134         if (!map1 || !map2)
5135                 return -1;
5136         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5137         if (is_subset != 1)
5138                 return is_subset;
5139         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5140         return is_subset;
5141 }
5142
5143 int isl_basic_map_is_strict_subset(
5144                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5145 {
5146         int is_subset;
5147
5148         if (!bmap1 || !bmap2)
5149                 return -1;
5150         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5151         if (is_subset != 1)
5152                 return is_subset;
5153         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5154         if (is_subset == -1)
5155                 return is_subset;
5156         return !is_subset;
5157 }
5158
5159 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5160 {
5161         int is_subset;
5162
5163         if (!map1 || !map2)
5164                 return -1;
5165         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5166         if (is_subset != 1)
5167                 return is_subset;
5168         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5169         if (is_subset == -1)
5170                 return is_subset;
5171         return !is_subset;
5172 }
5173
5174 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
5175 {
5176         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
5177 }
5178
5179 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
5180 {
5181         if (!bmap)
5182                 return -1;
5183         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
5184 }
5185
5186 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
5187 {
5188         if (!bset)
5189                 return -1;
5190         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
5191 }
5192
5193 int isl_map_fast_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
5194 {
5195         if (!map)
5196                 return -1;
5197
5198         return map->n == 1 && isl_basic_map_is_universe(map->p[0]);
5199 }
5200
5201 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
5202 {
5203         return isl_map_fast_is_universe((isl_map *) set);
5204 }
5205
5206 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5207 {
5208         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5209         struct isl_vec *sample = NULL;
5210         int empty;
5211         unsigned total;
5212
5213         if (!bmap)
5214                 return -1;
5215
5216         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5217                 return 1;
5218
5219         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
5220                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
5221                 copy = isl_basic_map_convex_hull(copy);
5222                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5223                 isl_basic_map_free(copy);
5224                 return empty;
5225         }
5226
5227         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
5228         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
5229                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
5230                 if (contains < 0)
5231                         return -1;
5232                 if (contains)
5233                         return 0;
5234         }
5235         isl_vec_free(bmap->sample);
5236         bmap->sample = NULL;
5237         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
5238         if (!bset)
5239                 return -1;
5240         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
5241         if (!sample)
5242                 return -1;
5243         empty = sample->size == 0;
5244         isl_vec_free(bmap->sample);
5245         bmap->sample = sample;
5246         if (empty)
5247                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5248
5249         return empty;
5250 }
5251
5252 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5253 {
5254         if (!bmap)
5255                 return -1;
5256         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5257 }
5258
5259 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5260 {
5261         if (!bset)
5262                 return -1;
5263         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
5264 }
5265
5266 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5267 {
5268         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
5269 }
5270
5271 struct isl_map *isl_basic_map_union(
5272         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5273 {
5274         struct isl_map *map;
5275         if (!bmap1 || !bmap2)
5276                 return NULL;
5277
5278         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
5279
5280         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
5281         if (!map)
5282                 goto error;
5283         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
5284         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
5285         return map;
5286 error:
5287         isl_basic_map_free(bmap1);
5288         isl_basic_map_free(bmap2);
5289         return NULL;
5290 }
5291
5292 struct isl_set *isl_basic_set_union(
5293                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5294 {
5295         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
5296                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
5297                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
5298 }
5299
5300 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
5301 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5302 {
5303         int i;
5304         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
5305
5306         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5307                 int pos;
5308                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5309                         continue;
5310                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
5311                                                             bmap->n_div-i);
5312                 if (pos == -1)
5313                         continue;
5314                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
5315                 --i;
5316         }
5317         return bmap;
5318 }
5319
5320 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
5321 {
5322         return (struct isl_basic_set *)
5323                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5324 }
5325
5326 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
5327 {
5328         int i;
5329
5330         if (!map)
5331                 return 0;
5332
5333         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5334                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
5335                 if (!map->p[i])
5336                         goto error;
5337         }
5338
5339         return map;
5340 error:
5341         isl_map_free(map);
5342         return NULL;
5343 }
5344
5345 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
5346  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
5347  *
5348  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
5349  * of the corresponding div in dst otherwise.
5350  */
5351 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
5352                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
5353 {
5354         int i;
5355
5356         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5357
5358         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
5359         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
5360                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
5361                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
5362                                                 dst->n_div - div) == -1)
5363                         return i;
5364         return -1;
5365 }
5366
5367 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
5368                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
5369 {
5370         int i;
5371         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5372
5373         if (!dst || !src)
5374                 goto error;
5375
5376         if (src->n_div == 0)
5377                 return dst;
5378
5379         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
5380                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
5381
5382         src = isl_basic_map_order_divs(src);
5383         dst = isl_basic_map_cow(dst);
5384         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
5385                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
5386         if (!dst)
5387                 return NULL;
5388         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
5389                 int j = find_div(dst, src, i);
5390                 if (j < 0) {
5391                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
5392                         if (j < 0)
5393                                 goto error;
5394                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
5395                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
5396                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
5397                                 goto error;
5398                 }
5399                 if (j != i)
5400                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
5401         }
5402         return dst;
5403 error:
5404         isl_basic_map_free(dst);
5405         return NULL;
5406 }
5407
5408 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
5409                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
5410 {
5411         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
5412                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
5413 }
5414
5415 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
5416 {
5417         int i;
5418
5419         if (!map)
5420                 return NULL;
5421         if (map->n == 0)
5422                 return map;
5423         map = isl_map_compute_divs(map);
5424         map = isl_map_cow(map);
5425         if (!map)
5426                 return NULL;
5427
5428         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5429                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
5430         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5431                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
5432
5433         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5434         return map;
5435 }
5436
5437 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
5438 {
5439         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
5440 }
5441
5442 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
5443 {
5444         if (!set || !map)
5445                 goto error;
5446         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
5447         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
5448         set = isl_map_range(map);
5449         return set;
5450 error:
5451         isl_set_free(set);
5452         isl_map_free(map);
5453         return NULL;
5454 }
5455
5456 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
5457  * the meaning of the set.
5458  */
5459 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
5460 {
5461         int i;
5462
5463         if (!map)
5464                 return NULL;
5465
5466         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5467                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5468                         continue;
5469                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5470                 if (i != map->n-1) {
5471                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5472                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5473                 }
5474                 map->n--;
5475         }
5476
5477         return map;
5478 }
5479
5480 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
5481 {
5482         return (struct isl_set *)
5483                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
5484 }
5485
5486 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
5487 {
5488         struct isl_basic_map *bmap;
5489         if (!map || map->n == 0)
5490                 return NULL;
5491         bmap = map->p[map->n-1];
5492         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
5493         return isl_basic_map_copy(bmap);
5494 }
5495
5496 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
5497 {
5498         return (struct isl_basic_set *)
5499                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
5500 }
5501
5502 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5503                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
5504 {
5505         int i;
5506
5507         if (!map || !bmap)
5508                 goto error;
5509         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5510                 if (map->p[i] != bmap)
5511                         continue;
5512                 map = isl_map_cow(map);
5513                 if (!map)
5514                         goto error;
5515                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5516                 if (i != map->n-1) {
5517                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
5518                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5519                 }
5520                 map->n--;
5521                 return map;
5522         }
5523         return map;
5524 error:
5525         isl_map_free(map);
5526         return NULL;
5527 }
5528
5529 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
5530                                                 struct isl_basic_set *bset)
5531 {
5532         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
5533                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
5534 }
5535
5536 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
5537  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
5538  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
5539  */
5540 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
5541         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
5542         int pos, isl_int *opt)
5543 {
5544         struct isl_dim *dims;
5545         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
5546         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
5547         struct isl_ctx *ctx;
5548         struct isl_vec *obj;
5549         unsigned total;
5550         unsigned nparam;
5551         unsigned dim1, dim2;
5552         enum isl_lp_result res;
5553
5554         if (!bset1 || !bset2)
5555                 return isl_lp_error;
5556
5557         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
5558         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
5559         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
5560         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
5561         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
5562         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
5563         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
5564         if (!bmap1 || !bmap2)
5565                 goto error;
5566         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
5567         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
5568                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
5569                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
5570         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
5571         if (!bmap1)
5572                 goto error;
5573         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
5574         ctx = bmap1->ctx;
5575         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
5576         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
5577         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
5578         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
5579         if (!obj)
5580                 goto error;
5581         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
5582                                         opt, NULL, NULL);
5583         isl_basic_map_free(bmap1);
5584         isl_vec_free(obj);
5585         return res;
5586 error:
5587         isl_basic_map_free(bmap1);
5588         isl_basic_map_free(bmap2);
5589         return isl_lp_error;
5590 }
5591
5592 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
5593  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5594  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
5595  * smaller or larger than those in bset2.
5596  *
5597  * Returns
5598  *       1 if bset1 follows bset2
5599  *      -1 if bset1 precedes bset2
5600  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
5601  *      -2 if some error occurred.
5602  */
5603 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
5604         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
5605 {
5606         isl_int opt;
5607         enum isl_lp_result res;
5608         int cmp;
5609
5610         isl_int_init(opt);
5611
5612         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5613
5614         if (res == isl_lp_empty)
5615                 cmp = 0;
5616         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5617                   res == isl_lp_unbounded)
5618                 cmp = 1;
5619         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5620                 cmp = -1;
5621         else
5622                 cmp = -2;
5623
5624         isl_int_clear(opt);
5625         return cmp;
5626 }
5627
5628 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
5629  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5630  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
5631  * than a value of the same dimension in bset2.
5632  *
5633  * Return
5634  *       1 if there exists such a pair
5635  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5636  *      -1 otherwise
5637  *      -2 if some error occurred.
5638  */
5639 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
5640         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
5641 {
5642         isl_int opt;
5643         enum isl_lp_result res;
5644         int cmp;
5645
5646         isl_int_init(opt);
5647
5648         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5649
5650         if (res == isl_lp_empty)
5651                 cmp = -1;
5652         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5653                   res == isl_lp_unbounded)
5654                 cmp = 1;
5655         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5656                 cmp = -1;
5657         else if (res == isl_lp_ok)
5658                 cmp = 0;
5659         else
5660                 cmp = -2;
5661
5662         isl_int_clear(opt);
5663         return cmp;
5664 }
5665
5666 /* Given two sets set1 and set2, check whether
5667  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5668  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
5669  * than a value of the same dimension in set2.
5670  *
5671  * Return
5672  *       1 if there exists such a pair
5673  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5674  *      -1 otherwise
5675  *      -2 if some error occurred.
5676  */
5677 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
5678         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
5679 {
5680         int i, j;
5681         int follows = -1;
5682
5683         if (!set1 || !set2)
5684                 return -2;
5685
5686         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
5687                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
5688                         int f;
5689                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
5690                         if (f == 1 || f == -2)
5691                                 return f;
5692                         if (f > follows)
5693                                 follows = f;
5694                 }
5695
5696         return follows;
5697 }
5698
5699 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
5700         unsigned pos, isl_int *val)
5701 {
5702         int i;
5703         int d;
5704         unsigned total;
5705
5706         if (!bmap)
5707                 return -1;
5708         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5709         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
5710                 for (; d+1 > pos; --d)
5711                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
5712                                 break;
5713                 if (d != pos)
5714                         continue;
5715                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
5716                         return 0;
5717                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
5718                         return 0;
5719                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
5720                         return 0;
5721                 if (val)
5722                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
5723                 return 1;
5724         }
5725         return 0;
5726 }
5727
5728 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
5729         unsigned pos, isl_int *val)
5730 {
5731         int i;
5732         isl_int v;
5733         isl_int tmp;
5734         int fixed;
5735
5736         if (!map)
5737                 return -1;
5738         if (map->n == 0)
5739                 return 0;
5740         if (map->n == 1)
5741                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
5742         isl_int_init(v);
5743         isl_int_init(tmp);
5744         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
5745         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
5746                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
5747                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5748                         fixed = 0;
5749         }
5750         if (val)
5751                 isl_int_set(*val, v);
5752         isl_int_clear(tmp);
5753         isl_int_clear(v);
5754         return fixed;
5755 }
5756
5757 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
5758         unsigned pos, isl_int *val)
5759 {
5760         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
5761                                                 pos, val);
5762 }
5763
5764 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
5765         isl_int *val)
5766 {
5767         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
5768 }
5769
5770 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
5771         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5772 {
5773         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5774                 return -1;
5775         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
5776                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
5777 }
5778
5779 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
5780         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5781 {
5782         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5783                 return -1;
5784         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
5785                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
5786 }
5787
5788 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5789  * then return this fixed value in *val.
5790  */
5791 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
5792         isl_int *val)
5793 {
5794         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
5795                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
5796 }
5797
5798 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5799  * then return this fixed value in *val.
5800  */
5801 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
5802 {
5803         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
5804 }
5805
5806 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
5807  * then return this fixed value in *val.
5808  */
5809 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
5810 {
5811         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
5812 }
5813
5814 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
5815  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
5816  */
5817 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
5818         unsigned dim, isl_int *val)
5819 {
5820         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
5821         isl_int *c;
5822         unsigned total;
5823         unsigned nparam;
5824
5825         if (!bset)
5826                 return -1;
5827         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5828         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5829         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5830                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
5831                         continue;
5832                 if (i_eq != -1)
5833                         return 0;
5834                 i_eq = i;
5835         }
5836         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5837                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
5838                         continue;
5839                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
5840                         return 0;
5841                 i_ineq = i;
5842         }
5843         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
5844                 return 0;
5845         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
5846         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
5847         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
5848                 return 0;
5849         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
5850                 return 0;
5851         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
5852                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
5853                 return 0;
5854         if (val)
5855                 isl_int_neg(*val, c[0]);
5856         return 1;
5857 }
5858
5859 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
5860         unsigned dim, isl_int *val)
5861 {
5862         int i;
5863         isl_int v;
5864         isl_int tmp;
5865         int fixed;
5866
5867         if (!set)
5868                 return -1;
5869         if (set->n == 0)
5870                 return 0;
5871         if (set->n == 1)
5872                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5873                                                                 dim, val);
5874         isl_int_init(v);
5875         isl_int_init(tmp);
5876         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5877                                                                 dim, &v);
5878         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
5879                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
5880                                                                 dim, &tmp);
5881                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5882                         fixed = 0;
5883         }
5884         if (val)
5885                 isl_int_set(*val, v);
5886         isl_int_clear(tmp);
5887         isl_int_clear(v);
5888         return fixed;
5889 }
5890
5891 struct constraint {
5892         unsigned        size;
5893         isl_int         *c;
5894 };
5895
5896 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
5897 {
5898         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
5899         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
5900         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
5901         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
5902 }
5903
5904 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
5905         struct isl_basic_map *bmap)
5906 {
5907         int i;
5908         struct constraint *c;
5909         unsigned total;
5910
5911         if (!bmap)
5912                 return NULL;
5913         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5914         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
5915         if (!c)
5916                 goto error;
5917         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
5918                 c[i].size = total;
5919                 c[i].c = bmap->ineq[i];
5920         }
5921         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
5922         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
5923                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
5924         free(c);
5925         return bmap;
5926 error:
5927         isl_basic_map_free(bmap);
5928         return NULL;
5929 }
5930
5931 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
5932 {
5933         if (!bmap)
5934                 return NULL;
5935         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
5936                 return bmap;
5937         bmap = isl_basic_map_convex_hull(bmap);
5938         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
5939         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
5940         return bmap;
5941 }
5942
5943 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
5944 {
5945         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
5946                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
5947 }
5948
5949 static int isl_basic_map_fast_cmp(const struct isl_basic_map *bmap1,
5950         const struct isl_basic_map *bmap2)
5951 {
5952         int i, cmp;
5953         unsigned total;
5954
5955         if (bmap1 == bmap2)
5956                 return 0;
5957         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
5958                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
5959         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
5960                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
5961         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
5962                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
5963         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
5964             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5965                 return 0;
5966         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5967                 return 1;
5968         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5969                 return -1;
5970         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
5971                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
5972         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
5973                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
5974         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
5975                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
5976         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
5977         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
5978                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
5979                 if (cmp)
5980                         return cmp;
5981         }
5982         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
5983                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
5984                 if (cmp)
5985                         return cmp;
5986         }
5987         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
5988                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
5989                 if (cmp)
5990                         return cmp;
5991         }
5992         return 0;
5993 }
5994
5995 static int isl_basic_map_fast_is_equal(struct isl_basic_map *bmap1,
5996         struct isl_basic_map *bmap2)
5997 {
5998         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
5999 }
6000
6001 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
6002 {
6003         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
6004         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
6005
6006         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
6007 }
6008
6009 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
6010  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
6011  * meaning of any possible other copies of map.
6012  */
6013 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
6014 {
6015         int i, j;
6016         struct isl_basic_map *bmap;
6017
6018         if (!map)
6019                 return NULL;
6020         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
6021                 return map;
6022         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6023                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6024                 if (!bmap)
6025                         goto error;
6026                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6027                 map->p[i] = bmap;
6028         }
6029         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
6030         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6031         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
6032         if (!map)
6033                 return NULL;
6034         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
6035                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
6036                         continue;
6037                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
6038                 for (j = i; j < map->n; ++j)
6039                         map->p[j-1] = map->p[j];
6040                 map->n--;
6041         }
6042         return map;
6043 error:
6044         isl_map_free(map);
6045         return NULL;
6046
6047 }
6048
6049 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
6050 {
6051         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
6052 }
6053
6054 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6055 {
6056         int i;
6057         int equal;
6058
6059         if (!map1 || !map2)
6060                 return -1;
6061
6062         if (map1 == map2)
6063                 return 1;
6064         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
6065                 return 0;
6066
6067         map1 = isl_map_copy(map1);
6068         map2 = isl_map_copy(map2);
6069         map1 = isl_map_normalize(map1);
6070         map2 = isl_map_normalize(map2);
6071         if (!map1 || !map2)
6072                 goto error;
6073         equal = map1->n == map2->n;
6074         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
6075                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
6076                 if (equal < 0)
6077                         goto error;
6078         }
6079         isl_map_free(map1);
6080         isl_map_free(map2);
6081         return equal;
6082 error:
6083         isl_map_free(map1);
6084         isl_map_free(map2);
6085         return -1;
6086 }
6087
6088 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6089 {
6090         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
6091                                                 (struct isl_map *)set2);
6092 }
6093
6094 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
6095  */
6096 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
6097         isl_int min, isl_int max)
6098 {
6099         int k;
6100         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6101
6102         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
6103         if (!bset)
6104                 goto error;
6105
6106         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6107         if (k < 0)
6108                 goto error;
6109         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
6110         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
6111
6112         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6113         if (k < 0)
6114                 goto error;
6115         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
6116         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
6117
6118         return bset;
6119 error:
6120         isl_basic_set_free(bset);
6121         return NULL;
6122 }
6123
6124 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
6125  */
6126 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
6127 {
6128         int i;
6129         unsigned dim;
6130         unsigned nparam;
6131         unsigned extra;
6132         unsigned n_eq;
6133         unsigned n_ineq;
6134         struct isl_basic_set *product = NULL;
6135
6136         if (!list)
6137                 goto error;
6138         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
6139         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
6140         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
6141         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
6142         extra = list->p[0]->n_div;
6143         n_eq = list->p[0]->n_eq;
6144         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
6145         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
6146                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
6147                 isl_assert(list->ctx,
6148                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
6149                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6150                 extra += list->p[i]->n_div;
6151                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
6152                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
6153         }
6154         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
6155                                         n_eq, n_ineq);
6156         if (!product)
6157                 goto error;
6158         dim = 0;
6159         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
6160                 isl_basic_set_add_constraints(product,
6161                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
6162                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6163         }
6164         isl_basic_set_list_free(list);
6165         return product;
6166 error:
6167         isl_basic_set_free(product);
6168         isl_basic_set_list_free(list);
6169         return NULL;
6170 }
6171
6172 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
6173                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6174 {
6175         struct isl_dim *dim_result = NULL;
6176         struct isl_basic_map *bmap;
6177         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
6178         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
6179
6180         if (!bmap1 || !bmap2)
6181                 goto error;
6182
6183         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
6184                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
6185         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
6186                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
6187
6188         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
6189         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
6190         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
6191         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
6192         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
6193
6194         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
6195         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6196         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6197         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6198         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6199         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
6200         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
6201         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
6202         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
6203         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
6204         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
6205
6206         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
6207                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
6208                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
6209                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
6210         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
6211         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
6212         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6213         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6214 error:
6215         isl_basic_map_free(bmap1);
6216         isl_basic_map_free(bmap2);
6217         return NULL;
6218 }
6219
6220 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
6221  */
6222 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6223 {
6224         unsigned flags = 0;
6225         struct isl_map *result;
6226         int i, j;
6227
6228         if (!map1 || !map2)
6229                 goto error;
6230
6231         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
6232                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
6233
6234         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6235             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6236                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6237
6238         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
6239                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
6240                                 map1->n * map2->n, flags);
6241         if (!result)
6242                 goto error;
6243         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6244                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6245                         struct isl_basic_map *part;
6246                         part = isl_basic_map_product(
6247                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6248                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
6249                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
6250                                 isl_basic_map_free(part);
6251                         else
6252                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
6253                         if (!result)
6254                                 goto error;
6255                 }
6256         isl_map_free(map1);
6257         isl_map_free(map2);
6258         return result;
6259 error:
6260         isl_map_free(map1);
6261         isl_map_free(map2);
6262         return NULL;
6263 }
6264
6265 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
6266  */
6267 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6268 {
6269         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
6270                                                  (struct isl_map *)set2);
6271 }
6272
6273 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
6274 {
6275         int i;
6276         uint32_t hash = isl_hash_init();
6277         unsigned total;
6278
6279         if (!bset)
6280                 return 0;
6281         bset = isl_basic_set_copy(bset);
6282         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
6283         if (!bset)
6284                 return 0;
6285         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6286         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
6287         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6288                 uint32_t c_hash;
6289                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
6290                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6291         }
6292         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
6293         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6294                 uint32_t c_hash;
6295                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
6296                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6297         }
6298         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
6299         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
6300                 uint32_t c_hash;
6301                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
6302                         continue;
6303                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
6304                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
6305                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6306         }
6307         isl_basic_set_free(bset);
6308         return hash;
6309 }
6310
6311 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
6312 {
6313         int i;
6314         uint32_t hash;
6315
6316         if (!set)
6317                 return 0;
6318         set = isl_set_copy(set);
6319         set = isl_set_normalize(set);
6320         if (!set)
6321                 return 0;
6322
6323         hash = isl_hash_init();
6324         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6325                 uint32_t bset_hash;
6326                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
6327                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
6328         }
6329
6330         isl_set_free(set);
6331
6332         return hash;
6333 }
6334
6335 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6336  * by the values of the other parameters and variables.
6337  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
6338  */
6339 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
6340 {
6341         int i;
6342         unsigned nparam;
6343
6344         if (!bset)
6345                 return -1;
6346         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6347         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
6348                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
6349                         return 1;
6350         return 0;
6351 }
6352
6353 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6354  * by the values of the other parameters and variables.
6355  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
6356  * for each of the subsets.
6357  */
6358 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
6359 {
6360         int i;
6361
6362         if (!set)
6363                 return -1;
6364         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6365                 int unique;
6366                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
6367                 if (unique != 1)
6368                         return unique;
6369         }
6370         return 1;
6371 }
6372
6373 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
6374         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
6375 {
6376         int i;
6377
6378         if (!map)
6379                 return -1;
6380
6381         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6382                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
6383                         return -1;
6384
6385         return 0;
6386 }
6387
6388 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
6389         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
6390 {
6391         int i;
6392
6393         if (!set)
6394                 return -1;
6395
6396         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6397                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
6398                         return -1;
6399
6400         return 0;
6401 }
6402
6403 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
6404 {
6405         struct isl_dim *dim;
6406
6407         if (!bset)
6408                 return NULL;
6409
6410         if (bset->n_div == 0)
6411                 return bset;
6412
6413         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6414         if (!bset)
6415                 return NULL;
6416
6417         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
6418         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, bset->n_div);
6419         if (!dim)
6420                 goto error;
6421         isl_dim_free(bset->dim);
6422         bset->dim = dim;
6423         bset->n_div = 0;
6424
6425         return bset;
6426 error:
6427         isl_basic_set_free(bset);
6428         return NULL;
6429 }
6430
6431 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
6432 {
6433         int i;
6434         struct isl_dim *dim;
6435         unsigned n_div;
6436
6437         set = isl_set_align_divs(set);
6438
6439         if (!set)
6440                 return NULL;
6441         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0)
6442                 return set;
6443
6444         set = isl_set_cow(set);
6445         if (!set)
6446                 return NULL;
6447
6448         n_div = set->p[0]->n_div;
6449         dim = isl_set_get_dim(set);
6450         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, n_div);
6451         if (!dim)
6452                 goto error;
6453         isl_dim_free(set->dim);
6454         set->dim = dim;
6455
6456         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6457                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
6458                 if (!set->p[i])
6459                         goto error;
6460         }
6461
6462         return set;
6463 error:
6464         isl_set_free(set);
6465         return NULL;
6466 }
6467
6468 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
6469 {
6470         struct isl_dim *dim;
6471         struct isl_basic_map *bmap;
6472         unsigned n_set;
6473         unsigned n_div;
6474         unsigned n_param;
6475         unsigned total;
6476         int i, k, l;
6477
6478         set = isl_set_align_divs(set);
6479
6480         if (!set)
6481                 return NULL;
6482
6483         dim = isl_set_get_dim(set);
6484         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
6485                 isl_set_free(set);
6486                 return isl_map_identity(dim);
6487         }
6488
6489         n_div = set->p[0]->n_div;
6490         dim = isl_dim_map(dim);
6491         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
6492         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
6493         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
6494         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
6495         for (i = 0; i < n_set; ++i)
6496                 bmap = var_equal(bmap, i);
6497
6498         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
6499         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6500                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6501                 if (k < 0)
6502                         goto error;
6503                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
6504                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
6505                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
6506                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
6507                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
6508                             set->p[0]->div[i][0]);
6509
6510                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6511                 if (l < 0)
6512                         goto error;
6513                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
6514                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
6515                             set->p[0]->div[i][0]);
6516                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
6517         }
6518
6519         isl_set_free(set);
6520         return isl_map_from_basic_map(bmap);
6521 error:
6522         isl_set_free(set);
6523         isl_basic_map_free(bmap);
6524         return NULL;
6525 }
6526
6527 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6528 {
6529         unsigned dim;
6530         int size = 0;
6531
6532         if (!bset)
6533                 return -1;
6534
6535         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
6536         size += bset->n_eq * (1 + dim);
6537         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
6538         size += bset->n_div * (2 + dim);
6539
6540         return size;
6541 }
6542
6543 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
6544 {
6545         int i;
6546         int size = 0;
6547
6548         if (!set)
6549                 return -1;
6550
6551         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6552                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
6553
6554         return size;
6555 }
6556
6557 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6558         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6559 {
6560         int i;
6561         int lower, upper;
6562
6563         if (!bmap)
6564                 return -1;
6565
6566         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
6567
6568         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
6569
6570         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
6571                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
6572                         return 1;
6573
6574         lower = upper = 0;
6575         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6576                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
6577                 if (sgn > 0)
6578                         lower = 1;
6579                 if (sgn < 0)
6580                         upper = 1;
6581         }
6582
6583         return lower && upper;
6584 }
6585
6586 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
6587         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6588 {
6589         int i;
6590
6591         if (!map)
6592                 return -1;
6593
6594         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6595                 int bounded;
6596                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
6597                 if (bounded < 0 || !bounded)
6598                         return bounded;
6599         }
6600
6601         return 1;
6602 }
6603
6604 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
6605  * and a lower bound.
6606  */
6607 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
6608         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6609 {
6610         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
6611 }
6612
6613 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
6614  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
6615  * elements of the array "signs".
6616  * Sign
6617  *      1 means that the variable is non-negative
6618  *      -1 means that the variable is non-positive
6619  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
6620  */
6621 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6622         unsigned first, unsigned n, int *signs)
6623 {
6624         isl_vec *bound = NULL;
6625         struct isl_tab *tab = NULL;
6626         struct isl_tab_undo *snap;
6627         int i;
6628
6629         if (!bset || !signs)
6630                 return -1;
6631
6632         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6633         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
6634         if (!bound || !tab)
6635                 goto error;
6636
6637         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
6638         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
6639
6640         snap = isl_tab_snap(tab);
6641         for (i = 0; i < n; ++i) {
6642                 int empty;
6643
6644                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
6645                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6646                         goto error;
6647                 empty = tab->empty;
6648                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6649                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6650                         goto error;
6651
6652                 if (empty) {
6653                         signs[i] = 1;
6654                         continue;
6655                 }
6656
6657                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
6658                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6659                         goto error;
6660                 empty = tab->empty;
6661                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6662                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6663                         goto error;
6664
6665                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
6666         }
6667
6668         isl_tab_free(tab);
6669         isl_vec_free(bound);
6670         return 0;
6671 error:
6672         isl_tab_free(tab);
6673         isl_vec_free(bound);
6674         return -1;
6675 }
6676
6677 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6678         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
6679 {
6680         if (!bset || !signs)
6681                 return -1;
6682         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
6683                 return -1);
6684
6685         first += pos(bset->dim, type) - 1;
6686         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
6687 }