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_private.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         default:                return 0;
  59         }
  60 }
  61
  62 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  63 {
  64         switch (type) {
  65         case isl_dim_param:     return 1;
  66         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  67         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  68         default:                return 0;
  69         }
  70 }
  71
  72 static void isl_dim_map_dim_range(struct isl_dim_map *dim_map,
  73         struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type,
  74         unsigned first, unsigned n, unsigned dst_pos)
  75 {
  76         int i;
  77         unsigned src_pos;
  78
  79         if (!dim_map || !dim)
  80                 return;
  81
  82         src_pos = pos(dim, type);
  83         for (i = 0; i < n; ++i)
  84                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + first + i;
  85 }
  86
  87 static void isl_dim_map_dim(struct isl_dim_map *dim_map, struct isl_dim *dim,
  88                 enum isl_dim_type type, unsigned dst_pos)
  89 {
  90         isl_dim_map_dim_range(dim_map, dim, type, 0, n(dim, type), dst_pos);
  91 }
  92
  93 static void isl_dim_map_div(struct isl_dim_map *dim_map,
  94                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned dst_pos)
  95 {
  96         int i;
  97         unsigned src_pos;
  98
  99         if (!dim_map || !bmap)
 100                 return;
 101
 102         src_pos = 1 + isl_dim_total(bmap->dim);
 103         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 104                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + i;
 105 }
 106
 107 static void isl_dim_map_dump(struct isl_dim_map *dim_map)
 108 {
 109         int i;
 110
 111         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i)
 112                 fprintf(stderr, "%d -> %d; ", i, dim_map->pos[i]);
 113         fprintf(stderr, "\n");
 114 }
 115
 116 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
 117                                 enum isl_dim_type type)
 118 {
 119         if (!bmap)
 120                 return 0;
 121         switch (type) {
 122         case isl_dim_param:
 123         case isl_dim_in:
 124         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
 125         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
 126         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
 127         default:                return 0;
 128         }
 129 }
 130
 131 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 132 {
 133         return map ? n(map->dim, type) : 0;
 134 }
 135
 136 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
 137 {
 138         return set ? n(set->dim, type) : 0;
 139 }
 140
 141 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
 142                                         enum isl_dim_type type)
 143 {
 144         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
 145         switch (type) {
 146         case isl_dim_param:     return 1;
 147         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
 148         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
 149         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
 150         default:                return 0;
 151         }
 152 }
 153
 154 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 155 {
 156         return pos(map->dim, type);
 157 }
 158
 159 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 160                                 enum isl_dim_type type)
 161 {
 162         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 163 }
 164
 165 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 166 {
 167         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 168 }
 169
 170 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 171 {
 172         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 173 }
 174
 175 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 176 {
 177         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 178 }
 179
 180 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 181 {
 182         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 183 }
 184
 185 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 186 {
 187         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 188 }
 189
 190 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 191 {
 192         return bmap->dim->n_in;
 193 }
 194
 195 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 196 {
 197         return bmap->dim->n_out;
 198 }
 199
 200 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 201 {
 202         return bmap->dim->nparam;
 203 }
 204
 205 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 206 {
 207         return bmap->n_div;
 208 }
 209
 210 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 211 {
 212         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 213 }
 214
 215 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 216 {
 217         return map->dim->n_in;
 218 }
 219
 220 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 221 {
 222         return map->dim->n_out;
 223 }
 224
 225 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 226 {
 227         return map->dim->nparam;
 228 }
 229
 230 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 231 {
 232         return map->dim->n_in == set->dim->n_out &&
 233                map->dim->nparam == set->dim->nparam;
 234 }
 235
 236 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 237                 struct isl_basic_set *bset)
 238 {
 239         return bmap->dim->n_in == bset->dim->n_out &&
 240                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 241 }
 242
 243 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 244                 struct isl_basic_set *bset)
 245 {
 246         return bmap->dim->n_out == bset->dim->n_out &&
 247                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 251 {
 252         if (!bmap)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 255 }
 256
 257 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 258 {
 259         if (!bset)
 260                 return NULL;
 261         return isl_dim_copy(bset->dim);
 262 }
 263
 264 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 265 {
 266         if (!map)
 267                 return NULL;
 268         return isl_dim_copy(map->dim);
 269 }
 270
 271 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 272 {
 273         if (!set)
 274                 return NULL;
 275         return isl_dim_copy(set->dim);
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 279         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 280         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 281 {
 282         if (!bmap)
 283                 return NULL;
 284         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 285         if (!bmap->dim)
 286                 goto error;
 287         return bmap;
 288 error:
 289         isl_basic_map_free(bmap);
 290         return NULL;
 291 }
 292
 293 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 294         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 295 {
 296         int i;
 297
 298         if (!map)
 299                 return NULL;
 300
 301         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 302         if (!map->dim)
 303                 goto error;
 304
 305         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 306                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 307                 if (!map->p[i])
 308                         goto error;
 309         }
 310
 311         return map;
 312 error:
 313         isl_map_free(map);
 314         return NULL;
 315 }
 316
 317 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 318         __isl_take isl_basic_set *bset,
 319         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 320 {
 321         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 322                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 323 }
 324
 325 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 326         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 327 {
 328         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 329 }
 330
 331 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 332 {
 333         if (!bmap)
 334                 return -1;
 335         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 336 }
 337
 338 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 339                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 340                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 341 {
 342         int i;
 343         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 344
 345         bmap->ctx = ctx;
 346         isl_ctx_ref(ctx);
 347
 348         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 349         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 350                 goto error;
 351
 352         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 353         if (!bmap->ineq)
 354                 goto error;
 355
 356         if (extra == 0) {
 357                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 358                 bmap->div = NULL;
 359         } else {
 360                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 361                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 362                         goto error;
 363
 364                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 365                 if (!bmap->div)
 366                         goto error;
 367         }
 368
 369         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 370                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 371
 372         for (i = 0; i < extra; ++i)
 373                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 374
 375         bmap->ref = 1;
 376         bmap->flags = 0;
 377         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 378         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 379         bmap->extra = extra;
 380         bmap->n_eq = 0;
 381         bmap->n_ineq = 0;
 382         bmap->n_div = 0;
 383         bmap->sample = NULL;
 384
 385         return bmap;
 386 error:
 387         isl_basic_map_free(bmap);
 388         return NULL;
 389 }
 390
 391 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 392                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 393                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 394 {
 395         struct isl_basic_map *bmap;
 396         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 397         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 398 }
 399
 400 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 401                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 402 {
 403         struct isl_basic_map *bmap;
 404         if (!dim)
 405                 return NULL;
 406         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
 407         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 408         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 409 }
 410
 411 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 412                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 413 {
 414         struct isl_basic_map *bmap;
 415
 416         if (!dim)
 417                 return NULL;
 418         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 419         if (!bmap)
 420                 goto error;
 421         bmap->dim = dim;
 422
 423         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 424 error:
 425         isl_dim_free(dim);
 426         return NULL;
 427 }
 428
 429 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 430                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 431                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 432 {
 433         struct isl_basic_map *bmap;
 434         struct isl_dim *dim;
 435
 436         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 437         if (!dim)
 438                 return NULL;
 439
 440         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 441         return bmap;
 442 }
 443
 444 static void dup_constraints(
 445                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 446 {
 447         int i;
 448         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 449
 450         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 451                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 452                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 453         }
 454
 455         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 456                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 457                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 458         }
 459
 460         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 461                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 462                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 463         }
 464         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 465 }
 466
 467 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 468 {
 469         struct isl_basic_map *dup;
 470
 471         if (!bmap)
 472                 return NULL;
 473         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 474                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 475         if (!dup)
 476                 return NULL;
 477         dup_constraints(dup, bmap);
 478         dup->flags = bmap->flags;
 479         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 480         return dup;
 481 }
 482
 483 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 484 {
 485         struct isl_basic_map *dup;
 486
 487         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 488         return (struct isl_basic_set *)dup;
 489 }
 490
 491 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 492 {
 493         if (!bset)
 494                 return NULL;
 495
 496         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 497                 bset->ref++;
 498                 return bset;
 499         }
 500         return isl_basic_set_dup(bset);
 501 }
 502
 503 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 504 {
 505         if (!set)
 506                 return NULL;
 507
 508         set->ref++;
 509         return set;
 510 }
 511
 512 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 513 {
 514         if (!bmap)
 515                 return NULL;
 516
 517         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 518                 bmap->ref++;
 519                 return bmap;
 520         }
 521         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 522         if (bmap)
 523                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 524         return bmap;
 525 }
 526
 527 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 528 {
 529         if (!map)
 530                 return NULL;
 531
 532         map->ref++;
 533         return map;
 534 }
 535
 536 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 537 {
 538         if (!bmap)
 539                 return;
 540
 541         if (--bmap->ref > 0)
 542                 return;
 543
 544         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 545         free(bmap->div);
 546         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 547         free(bmap->ineq);
 548         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 549         isl_vec_free(bmap->sample);
 550         isl_dim_free(bmap->dim);
 551         free(bmap);
 552 }
 553
 554 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 555 {
 556         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 557 }
 558
 559 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 560 {
 561         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 562 }
 563
 564 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 565 {
 566         struct isl_ctx *ctx;
 567         if (!bmap)
 568                 return -1;
 569         ctx = bmap->ctx;
 570         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 571         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 572                         return -1);
 573         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 574         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 575         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 576         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 577         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 578         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 579                 isl_int *t;
 580                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 581                 if (j < 0)
 582                         return -1;
 583                 t = bmap->ineq[j];
 584                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 585                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 586                 bmap->eq[-1] = t;
 587                 bmap->n_eq++;
 588                 bmap->n_ineq--;
 589                 bmap->eq--;
 590                 return 0;
 591         }
 592         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 593                       bmap->extra - bmap->n_div);
 594         return bmap->n_eq++;
 595 }
 596
 597 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 598 {
 599         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 600 }
 601
 602 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 603 {
 604         if (!bmap)
 605                 return -1;
 606         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 607         bmap->n_eq -= n;
 608         return 0;
 609 }
 610
 611 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 612 {
 613         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 614 }
 615
 616 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 617 {
 618         isl_int *t;
 619         if (!bmap)
 620                 return -1;
 621         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 622
 623         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 624                 t = bmap->eq[pos];
 625                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 626                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 627         }
 628         bmap->n_eq--;
 629         return 0;
 630 }
 631
 632 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 633 {
 634         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 635 }
 636
 637 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 638                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 639 {
 640         isl_int *t;
 641
 642         t = bmap->ineq[pos];
 643         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 644         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 645         bmap->eq[-1] = t;
 646         bmap->n_eq++;
 647         bmap->n_ineq--;
 648         bmap->eq--;
 649         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 650         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 651         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 652         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 653 }
 654
 655 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 656 {
 657         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 658 }
 659
 660 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 661 {
 662         struct isl_ctx *ctx;
 663         if (!bmap)
 664                 return -1;
 665         ctx = bmap->ctx;
 666         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 667         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 668         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 669         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 670         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 671         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 672                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 673                       bmap->extra - bmap->n_div);
 674         return bmap->n_ineq++;
 675 }
 676
 677 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 678 {
 679         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 680 }
 681
 682 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 683 {
 684         if (!bmap)
 685                 return -1;
 686         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 687         bmap->n_ineq -= n;
 688         return 0;
 689 }
 690
 691 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 692 {
 693         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 694 }
 695
 696 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 697 {
 698         isl_int *t;
 699         if (!bmap)
 700                 return -1;
 701         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 702
 703         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 704                 t = bmap->ineq[pos];
 705                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 706                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 707                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 708         }
 709         bmap->n_ineq--;
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 714 {
 715         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 716 }
 717
 718 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 719         isl_int *eq)
 720 {
 721         int k;
 722
 723         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 724         if (!bmap)
 725                 return NULL;
 726         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 727         if (k < 0)
 728                 goto error;
 729         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 730         return bmap;
 731 error:
 732         isl_basic_map_free(bmap);
 733         return NULL;
 734 }
 735
 736 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 737         isl_int *eq)
 738 {
 739         return (isl_basic_set *)
 740                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 741 }
 742
 743 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 744         isl_int *ineq)
 745 {
 746         int k;
 747
 748         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 749         if (!bmap)
 750                 return NULL;
 751         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 752         if (k < 0)
 753                 goto error;
 754         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 755         return bmap;
 756 error:
 757         isl_basic_map_free(bmap);
 758         return NULL;
 759 }
 760
 761 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 762         isl_int *ineq)
 763 {
 764         return (isl_basic_set *)
 765                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 766 }
 767
 768 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 769 {
 770         if (!bmap)
 771                 return -1;
 772         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 773         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 774                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 775                       bmap->extra - bmap->n_div);
 776         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 777         return bmap->n_div++;
 778 }
 779
 780 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 781 {
 782         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 783 }
 784
 785 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 786 {
 787         if (!bmap)
 788                 return -1;
 789         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 790         bmap->n_div -= n;
 791         return 0;
 792 }
 793
 794 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 795 {
 796         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 797 }
 798
 799 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 800  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 801  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 802  * variables.
 803  */
 804 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 805                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 806                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 807 {
 808         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 809         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 810         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 811         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 812         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 813         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 814         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 815         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 816         if (dst_nparam > src_nparam)
 817                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 818                                 dst_nparam - src_nparam);
 819         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 820         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 821                     src+1+src_nparam,
 822                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 823         if (dst_in-in_off > src_in)
 824                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 825                                 dst_in - in_off - src_in);
 826         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 827         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 828                     src+1+src_nparam+src_in,
 829                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 830         if (dst_out-out_off > src_out)
 831                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 832                                 dst_out - out_off - src_out);
 833         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 834         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 835                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 836                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 837         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 838                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 839                                 div_off+src_map->n_div,
 840                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
 841 }
 842
 843 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 844                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 845                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 846 {
 847         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 848         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 849 }
 850
 851 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
 852                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 853 {
 854         int i;
 855         unsigned div_off;
 856
 857         if (!bmap1 || !bmap2)
 858                 goto error;
 859
 860         div_off = bmap1->n_div;
 861
 862         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 863                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
 864                 if (i1 < 0)
 865                         goto error;
 866                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 867                                 i_pos, o_pos, div_off);
 868         }
 869
 870         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 871                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
 872                 if (i1 < 0)
 873                         goto error;
 874                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 875                                 i_pos, o_pos, div_off);
 876         }
 877
 878         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 879                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
 880                 if (i1 < 0)
 881                         goto error;
 882                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 883                          i_pos, o_pos, div_off);
 884         }
 885
 886         isl_basic_map_free(bmap2);
 887
 888         return bmap1;
 889
 890 error:
 891         isl_basic_map_free(bmap1);
 892         isl_basic_map_free(bmap2);
 893         return NULL;
 894 }
 895
 896 static void copy_constraint_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 897                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 898 {
 899         int i;
 900
 901         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i) {
 902                 if (dim_map->pos[i] < 0)
 903                         isl_int_set_si(dst[i], 0);
 904                 else
 905                         isl_int_set(dst[i], src[dim_map->pos[i]]);
 906         }
 907 }
 908
 909 static void copy_div_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 910                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 911 {
 912         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 913         copy_constraint_dim_map(dst+1, src+1, dim_map);
 914 }
 915
 916 static struct isl_basic_map *add_constraints_dim_map(struct isl_basic_map *dst,
 917                 struct isl_basic_map *src, struct isl_dim_map *dim_map)
 918 {
 919         int i;
 920
 921         if (!src || !dst || !dim_map)
 922                 goto error;
 923
 924         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 925                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 926                 if (i1 < 0)
 927                         goto error;
 928                 copy_constraint_dim_map(dst->eq[i1], src->eq[i], dim_map);
 929         }
 930
 931         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 932                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 933                 if (i1 < 0)
 934                         goto error;
 935                 copy_constraint_dim_map(dst->ineq[i1], src->ineq[i], dim_map);
 936         }
 937
 938         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 939                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 940                 if (i1 < 0)
 941                         goto error;
 942                 copy_div_dim_map(dst->div[i1], src->div[i], dim_map);
 943         }
 944
 945         free(dim_map);
 946         isl_basic_map_free(src);
 947
 948         return dst;
 949 error:
 950         free(dim_map);
 951         isl_basic_map_free(src);
 952         isl_basic_map_free(dst);
 953         return NULL;
 954 }
 955
 956 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
 957                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
 958 {
 959         return (struct isl_basic_set *)
 960                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
 961                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
 962 }
 963
 964 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
 965                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
 966                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 967 {
 968         struct isl_basic_map *ext;
 969         unsigned flags;
 970         int dims_ok;
 971
 972         if (!dim)
 973                 goto error;
 974
 975         if (!base)
 976                 goto error;
 977
 978         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
 979                   base->extra >= base->n_div + extra;
 980
 981         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
 982                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
 983                 isl_dim_free(dim);
 984                 return base;
 985         }
 986
 987         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
 988         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
 989         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
 990         extra += base->extra;
 991         n_eq += base->n_eq;
 992         n_ineq += base->n_ineq;
 993
 994         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 995         dim = NULL;
 996         if (!ext)
 997                 goto error;
 998
 999         if (dims_ok)
1000                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1001         flags = base->flags;
1002         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1003         if (ext) {
1004                 ext->flags = flags;
1005                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1006         }
1007
1008         return ext;
1009
1010 error:
1011         isl_dim_free(dim);
1012         isl_basic_map_free(base);
1013         return NULL;
1014 }
1015
1016 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1017                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1018                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1019 {
1020         return (struct isl_basic_set *)
1021                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1022                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1023 }
1024
1025 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1026                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1027 {
1028         if (!base)
1029                 return NULL;
1030         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1031                                         0, n_eq, n_ineq);
1032 }
1033
1034 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1035                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1036                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1037 {
1038         struct isl_basic_map *bmap;
1039         struct isl_dim *dim;
1040
1041         if (!base)
1042                 return NULL;
1043         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1044         if (!dim)
1045                 goto error;
1046
1047         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1048         return bmap;
1049 error:
1050         isl_basic_map_free(base);
1051         return NULL;
1052 }
1053
1054 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1055                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1056                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1057 {
1058         return (struct isl_basic_set *)
1059                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1060                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1061 }
1062
1063 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1064                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1065 {
1066         return (struct isl_basic_set *)
1067                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1068                                                     n_eq, n_ineq);
1069 }
1070
1071 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1072 {
1073         return (struct isl_basic_set *)
1074                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1075 }
1076
1077 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1078 {
1079         if (!bmap)
1080                 return NULL;
1081
1082         if (bmap->ref > 1) {
1083                 bmap->ref--;
1084                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1085         }
1086         if (bmap)
1087                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1088         return bmap;
1089 }
1090
1091 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1092 {
1093         if (!set)
1094                 return NULL;
1095
1096         if (set->ref == 1)
1097                 return set;
1098         set->ref--;
1099         return isl_set_dup(set);
1100 }
1101
1102 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1103 {
1104         if (!map)
1105                 return NULL;
1106
1107         if (map->ref == 1)
1108                 return map;
1109         map->ref--;
1110         return isl_map_dup(map);
1111 }
1112
1113 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1114                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1115 {
1116         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1117         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1118         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1119 }
1120
1121 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1122                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         int i;
1125         struct isl_blk blk;
1126         unsigned dim;
1127         unsigned nparam;
1128
1129         if (!bset)
1130                 goto error;
1131
1132         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1133         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1134         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1135
1136         if (n == dim)
1137                 return bset;
1138
1139         bset = isl_basic_set_cow(bset);
1140         if (!bset)
1141                 return NULL;
1142
1143         blk = isl_blk_alloc(bset->ctx, dim);
1144         if (isl_blk_is_error(blk))
1145                 goto error;
1146
1147         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1148                 swap_vars(blk,
1149                           bset->eq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1150
1151         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1152                 swap_vars(blk,
1153                           bset->ineq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1154
1155         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
1156                 swap_vars(blk,
1157                           bset->div[i]+1+1+nparam, n, dim - n);
1158
1159         isl_blk_free(bset->ctx, blk);
1160
1161         ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1162         return isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
1163 error:
1164         isl_basic_set_free(bset);
1165         return NULL;
1166 }
1167
1168 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_set *set, unsigned n)
1169 {
1170         int i;
1171         set = isl_set_cow(set);
1172         if (!set)
1173                 return NULL;
1174
1175         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1176                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1177                 if (!set->p[i]) {
1178                         isl_set_free(set);
1179                         return NULL;
1180                 }
1181         }
1182         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1183         return set;
1184 }
1185
1186 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1187 {
1188         int i = 0;
1189         unsigned total;
1190         if (!bmap)
1191                 goto error;
1192         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1193         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1194         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1195         if (bmap->n_eq > 0)
1196                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1197         else {
1198                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1199                 if (i < 0)
1200                         goto error;
1201         }
1202         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1203         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1204         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1205         isl_vec_free(bmap->sample);
1206         bmap->sample = NULL;
1207         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1208 error:
1209         isl_basic_map_free(bmap);
1210         return NULL;
1211 }
1212
1213 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1214 {
1215         return (struct isl_basic_set *)
1216                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1217 }
1218
1219 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1220 {
1221         int i;
1222         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1223         isl_int *t = bmap->div[a];
1224         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1225         bmap->div[b] = t;
1226
1227         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1228                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1229
1230         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1231                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1232
1233         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1234                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1235         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1236 }
1237
1238 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1239  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1240  * are not removed.
1241  */
1242 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1243         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1244 {
1245         int i;
1246
1247         if (!map)
1248                 return NULL;
1249         if (n == 0)
1250                 return map;
1251
1252         map = isl_map_cow(map);
1253         if (!map)
1254                 return NULL;
1255         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1256         first += pos(map->dim, type) - 1;
1257
1258         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1259                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1260                 if (!map->p[i])
1261                         goto error;
1262         }
1263         return map;
1264 error:
1265         isl_map_free(map);
1266         return NULL;
1267 }
1268
1269 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1270  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1271  * are not removed.
1272  */
1273 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1274         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1275 {
1276         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1277 }
1278
1279 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1280  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1281  * are not removed.
1282  */
1283 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1284         unsigned first, unsigned n)
1285 {
1286         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1287 }
1288
1289 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1290 struct isl_set *isl_set_remove_dims(struct isl_set *set,
1291         unsigned first, unsigned n)
1292 {
1293         set = isl_set_eliminate_dims(set, first, n);
1294         set = isl_set_drop_dims(set, first, n);
1295         return set;
1296 }
1297
1298 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, isl_dim_total(bset->dim),
1301                                                 bset->n_div);
1302         if (!bset)
1303                 return NULL;
1304         bset->n_div = 0;
1305         return bset;
1306 }
1307
1308 struct isl_set *isl_set_remove_divs(struct isl_set *set)
1309 {
1310         int i;
1311
1312         if (!set)
1313                 return NULL;
1314         if (set->n == 0)
1315                 return set;
1316
1317         set = isl_set_cow(set);
1318         if (!set)
1319                 return NULL;
1320
1321         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1322                 set->p[i] = isl_basic_set_remove_divs(set->p[i]);
1323                 if (!set->p[i])
1324                         goto error;
1325         }
1326         return set;
1327 error:
1328         isl_set_free(set);
1329         return NULL;
1330 }
1331
1332 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove(struct isl_basic_map *bmap,
1333         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1334 {
1335         if (!bmap)
1336                 return NULL;
1337         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1338                         goto error);
1339         if (n == 0)
1340                 return bmap;
1341         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1342                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1343         if (!bmap)
1344                 return bmap;
1345         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1346                 return bmap;
1347         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1348         return bmap;
1349 error:
1350         isl_basic_map_free(bmap);
1351         return NULL;
1352 }
1353
1354 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove(__isl_take isl_basic_set *bset,
1355         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1356 {
1357         return (isl_basic_set *)
1358                 isl_basic_map_remove((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1359 }
1360
1361 struct isl_map *isl_map_remove(struct isl_map *map,
1362         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1363 {
1364         int i;
1365
1366         if (n == 0)
1367                 return map;
1368
1369         map = isl_map_cow(map);
1370         if (!map)
1371                 return NULL;
1372         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1373
1374         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1375                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1376                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1377                 if (!map->p[i])
1378                         goto error;
1379         }
1380         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1381         return map;
1382 error:
1383         isl_map_free(map);
1384         return NULL;
1385 }
1386
1387 __isl_give isl_set *isl_set_remove(__isl_take isl_set *bset,
1388         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1389 {
1390         return (isl_set *)isl_map_remove((isl_map *)bset, type, first, n);
1391 }
1392
1393 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1394 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1395         unsigned first, unsigned n)
1396 {
1397         return isl_map_remove(map, isl_dim_in, first, n);
1398 }
1399
1400 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1401 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(struct isl_basic_set *bset,
1402         unsigned first, unsigned n)
1403 {
1404         unsigned nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1405         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, nparam + first, n);
1406         bset = isl_basic_set_drop_dims(bset, first, n);
1407         return bset;
1408 }
1409
1410 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1411                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1412 {
1413         const char *name;
1414         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1415         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1416         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1417         if (!pos)
1418                 isl_int_print(out, c, 0);
1419         else {
1420                 if (!isl_int_is_one(c))
1421                         isl_int_print(out, c, 0);
1422                 if (pos < 1 + nparam) {
1423                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1424                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1425                         if (name)
1426                                 fprintf(out, "%s", name);
1427                         else
1428                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1429                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1430                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1431                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1432                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1433                 else
1434                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1435         }
1436 }
1437
1438 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1439                                 int sign, FILE *out)
1440 {
1441         int i;
1442         int first;
1443         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1444         isl_int v;
1445
1446         isl_int_init(v);
1447         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1448                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1449                         continue;
1450                 if (!first)
1451                         fprintf(out, " + ");
1452                 first = 0;
1453                 isl_int_abs(v, c[i]);
1454                 dump_term(bmap, v, i, out);
1455         }
1456         isl_int_clear(v);
1457         if (first)
1458                 fprintf(out, "0");
1459 }
1460
1461 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1462                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1463 {
1464         int i;
1465
1466         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1467
1468         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1469         fprintf(out, " %s ", op);
1470         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1471
1472         fprintf(out, "\n");
1473
1474         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1475                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1476                         continue;
1477                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1478                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1479                 abort();
1480         }
1481 }
1482
1483 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1484                                 isl_int **c, unsigned n,
1485                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1486 {
1487         int i;
1488
1489         for (i = 0; i < n; ++i)
1490                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1491 }
1492
1493 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1494 {
1495         int j;
1496         int first = 1;
1497         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1498
1499         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1500                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1501                         continue;
1502                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1503                         fprintf(out, "+");
1504                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1505                 first = 0;
1506         }
1507 }
1508
1509 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1510 {
1511         int i;
1512
1513         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1514         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1515
1516         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1517                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1518                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1519                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1520                 fprintf(out, ")/");
1521                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1522                 fprintf(out, "]\n");
1523         }
1524 }
1525
1526 void isl_basic_set_dump(struct isl_basic_set *bset, FILE *out, int indent)
1527 {
1528         if (!bset) {
1529                 fprintf(out, "null basic set\n");
1530                 return;
1531         }
1532
1533         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1534         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1535                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1536                         bset->extra, bset->flags);
1537         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1538 }
1539
1540 void isl_basic_map_dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1541 {
1542         if (!bmap) {
1543                 fprintf(out, "null basic map\n");
1544                 return;
1545         }
1546
1547         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1548         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1549                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1550                 bmap->ref,
1551                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1552                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1553         dump(bmap, out, indent);
1554 }
1555
1556 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1557 {
1558         unsigned total;
1559         if (!bmap)
1560                 return -1;
1561         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1562         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1563         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1564         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1565         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1566         return 0;
1567 }
1568
1569 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1570 {
1571         struct isl_set *set;
1572
1573         if (!dim)
1574                 return NULL;
1575         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
1576         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
1577         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1578                         sizeof(struct isl_set) +
1579                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1580         if (!set)
1581                 goto error;
1582
1583         set->ctx = dim->ctx;
1584         isl_ctx_ref(set->ctx);
1585         set->ref = 1;
1586         set->size = n;
1587         set->n = 0;
1588         set->dim = dim;
1589         set->flags = flags;
1590         return set;
1591 error:
1592         isl_dim_free(dim);
1593         return NULL;
1594 }
1595
1596 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1597                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1598 {
1599         struct isl_set *set;
1600         struct isl_dim *dims;
1601
1602         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1603         if (!dims)
1604                 return NULL;
1605
1606         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1607         return set;
1608 }
1609
1610 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1611  */
1612 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1613 {
1614         int i;
1615         struct isl_map *grown = NULL;
1616
1617         if (!map)
1618                 return NULL;
1619         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1620         if (map->n + n <= map->size)
1621                 return map;
1622         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1623         if (!grown)
1624                 goto error;
1625         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1626                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1627                 if (!grown->p[i])
1628                         goto error;
1629                 grown->n++;
1630         }
1631         isl_map_free(map);
1632         return grown;
1633 error:
1634         isl_map_free(grown);
1635         isl_map_free(map);
1636         return NULL;
1637 }
1638
1639 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1640  */
1641 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1642 {
1643         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1644 }
1645
1646 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1647 {
1648         int i;
1649         struct isl_set *dup;
1650
1651         if (!set)
1652                 return NULL;
1653
1654         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1655         if (!dup)
1656                 return NULL;
1657         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1658                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1659         return dup;
1660 }
1661
1662 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1663 {
1664         struct isl_set *set;
1665
1666         if (!bset)
1667                 return NULL;
1668
1669         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1670         if (!set) {
1671                 isl_basic_set_free(bset);
1672                 return NULL;
1673         }
1674         return isl_set_add_basic_set(set, bset);
1675 }
1676
1677 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1678 {
1679         struct isl_map *map;
1680
1681         if (!bmap)
1682                 return NULL;
1683
1684         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1685         if (!map) {
1686                 isl_basic_map_free(bmap);
1687                 return NULL;
1688         }
1689         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1690 }
1691
1692 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1693                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1694 {
1695         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1696                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1697 }
1698
1699 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1700 {
1701         int i;
1702
1703         if (!set)
1704                 return;
1705
1706         if (--set->ref > 0)
1707                 return;
1708
1709         isl_ctx_deref(set->ctx);
1710         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1711                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1712         isl_dim_free(set->dim);
1713         free(set);
1714 }
1715
1716 void isl_set_dump(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1717 {
1718         int i;
1719
1720         if (!set) {
1721                 fprintf(out, "null set\n");
1722                 return;
1723         }
1724
1725         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1726         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
1727                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
1728                         set->flags);
1729         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1730                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1731                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1732                 isl_basic_set_dump(set->p[i], out, indent+4);
1733         }
1734 }
1735
1736 void isl_map_dump(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
1737 {
1738         int i;
1739
1740         if (!map) {
1741                 fprintf(out, "null map\n");
1742                 return;
1743         }
1744
1745         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1746         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
1747                      "flags: %x, n_name: %d\n",
1748                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
1749                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
1750         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1751                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1752                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1753                 isl_basic_map_dump(map->p[i], out, indent+4);
1754         }
1755 }
1756
1757 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1758                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1759 {
1760         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1761         struct isl_dim *dim;
1762
1763         if (!bmap || !bset)
1764                 goto error;
1765
1766         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1767                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1768
1769         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1770                 isl_assert(bset->ctx,
1771                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
1772
1773         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1774         if (!bmap)
1775                 goto error;
1776         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1777                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1778         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
1779         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1780         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
1781
1782         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1783         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1784 error:
1785         isl_basic_map_free(bmap);
1786         isl_basic_set_free(bset);
1787         return NULL;
1788 }
1789
1790 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1791                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1792 {
1793         struct isl_basic_map *bmap_range;
1794
1795         if (!bmap || !bset)
1796                 goto error;
1797
1798         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1799                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1800
1801         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1802                 isl_assert(bset->ctx,
1803                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
1804
1805         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1806         if (!bmap)
1807                 goto error;
1808         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1809                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1810         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
1811         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
1812
1813         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1814         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1815 error:
1816         isl_basic_map_free(bmap);
1817         isl_basic_set_free(bset);
1818         return NULL;
1819 }
1820
1821 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
1822 {
1823         int i;
1824         unsigned total;
1825         isl_int s;
1826
1827         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1828         if (total != vec->size)
1829                 return -1;
1830
1831         isl_int_init(s);
1832
1833         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1834                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
1835                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
1836                         isl_int_clear(s);
1837                         return 0;
1838                 }
1839         }
1840
1841         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1842                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
1843                 if (isl_int_is_neg(s)) {
1844                         isl_int_clear(s);
1845                         return 0;
1846                 }
1847         }
1848
1849         isl_int_clear(s);
1850
1851         return 1;
1852 }
1853
1854 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
1855 {
1856         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
1857 }
1858
1859 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1860                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1861 {
1862         struct isl_vec *sample = NULL;
1863
1864         if (!bmap1 || !bmap2)
1865                 goto error;
1866
1867         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
1868                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
1869         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
1870                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
1871             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1872                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1873                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
1874
1875         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1876                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1877                 isl_assert(bmap1->ctx,
1878                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
1879
1880         if (bmap1->sample &&
1881             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
1882             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
1883                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
1884         else if (bmap2->sample &&
1885             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
1886             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
1887                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
1888
1889         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
1890         if (!bmap1)
1891                 goto error;
1892         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
1893                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1894         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
1895
1896         if (!bmap1)
1897                 isl_vec_free(sample);
1898         else if (sample) {
1899                 isl_vec_free(bmap1->sample);
1900                 bmap1->sample = sample;
1901         }
1902
1903         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
1904         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
1905 error:
1906         if (sample)
1907                 isl_vec_free(sample);
1908         isl_basic_map_free(bmap1);
1909         isl_basic_map_free(bmap2);
1910         return NULL;
1911 }
1912
1913 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1914                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
1915 {
1916         return (struct isl_basic_set *)
1917                 isl_basic_map_intersect(
1918                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1919                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1920 }
1921
1922 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
1923  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
1924  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
1925  * added to the other map.
1926  */
1927 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
1928         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
1929 {
1930         struct isl_basic_map *bmap1;
1931         struct isl_basic_map *bmap2;
1932
1933         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
1934         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
1935         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1936         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1937
1938         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
1939                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1940
1941         isl_assert(map2->ctx,
1942                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
1943
1944         map1 = isl_map_cow(map1);
1945         if (!map1)
1946                 goto error;
1947         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1948                 isl_map_free(map2);
1949                 return map1;
1950         }
1951         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
1952         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
1953                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
1954         else
1955                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
1956                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
1957
1958         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
1959         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
1960         if (!map1->p[0])
1961                 goto error;
1962
1963         if (isl_basic_map_fast_is_empty(map1->p[0])) {
1964                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
1965                 map1->n = 0;
1966         }
1967
1968         isl_map_free(map2);
1969
1970         return map1;
1971 error:
1972         isl_map_free(map1);
1973         isl_map_free(map2);
1974         return NULL;
1975 }
1976
1977 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
1978 {
1979         unsigned flags = 0;
1980         struct isl_map *result;
1981         int i, j;
1982
1983         if (!map1 || !map2)
1984                 goto error;
1985
1986         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1987                 isl_map_free(map2);
1988                 return map1;
1989         }
1990         if (isl_map_fast_is_empty(map2)) {
1991                 isl_map_free(map1);
1992                 return map2;
1993         }
1994
1995         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
1996             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
1997             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
1998             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
1999              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2000                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2001         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2002                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2003         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2004                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2005             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2006                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2007
2008         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2009                 isl_assert(map1->ctx,
2010                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2011
2012         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2013             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2014                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2015
2016         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2017                                 map1->n * map2->n, flags);
2018         if (!result)
2019                 goto error;
2020         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2021                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2022                         struct isl_basic_map *part;
2023                         part = isl_basic_map_intersect(
2024                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2025                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2026                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2027                                 isl_basic_map_free(part);
2028                         else
2029                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2030                         if (!result)
2031                                 goto error;
2032                 }
2033         isl_map_free(map1);
2034         isl_map_free(map2);
2035         return result;
2036 error:
2037         isl_map_free(map1);
2038         isl_map_free(map2);
2039         return NULL;
2040 }
2041
2042 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2043 {
2044         return (struct isl_set *)
2045                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2046                                   (struct isl_map *)set2);
2047 }
2048
2049 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2050 {
2051         struct isl_dim *dim;
2052         struct isl_basic_set *bset;
2053         unsigned in;
2054
2055         if (!bmap)
2056                 return NULL;
2057         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2058         if (!bmap)
2059                 return NULL;
2060         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2061         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2062         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2063         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2064         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2065 }
2066
2067 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2068                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2069 {
2070         struct isl_dim *res_dim;
2071         struct isl_basic_map *res;
2072         struct isl_dim_map *dim_map;
2073         unsigned total, off;
2074         enum isl_dim_type t;
2075
2076         if (n == 0)
2077                 return bmap;
2078
2079         if (!bmap)
2080                 return NULL;
2081
2082         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2083
2084         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2085         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2086         off = 0;
2087         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2088                 if (t != type) {
2089                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2090                 } else {
2091                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2092                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2093                                                 0, pos, off);
2094                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2095                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2096                 }
2097                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2098         }
2099         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2100
2101         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2102                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2103         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2104         res = isl_basic_map_simplify(res);
2105         return isl_basic_map_finalize(res);
2106 }
2107
2108 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2109                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2110 {
2111         if (!bmap)
2112                 return NULL;
2113         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2114                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2115 }
2116
2117 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2118                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2119 {
2120         if (!bset)
2121                 return NULL;
2122         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2123         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2124 error:
2125         isl_basic_set_free(bset);
2126         return NULL;
2127 }
2128
2129 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2130                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2131 {
2132         int i;
2133
2134         if (n == 0)
2135                 return map;
2136
2137         map = isl_map_cow(map);
2138         if (!map)
2139                 return NULL;
2140
2141         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2142         if (!map->dim)
2143                 goto error;
2144
2145         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2146                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2147                 if (!map->p[i])
2148                         goto error;
2149         }
2150
2151         return map;
2152 error:
2153         isl_map_free(map);
2154         return NULL;
2155 }
2156
2157 __isl_give isl_map *isl_map_add(__isl_take isl_map *map,
2158                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2159 {
2160         if (!map)
2161                 return NULL;
2162         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2163 }
2164
2165 __isl_give isl_set *isl_set_add(__isl_take isl_set *set,
2166                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2167 {
2168         if (!set)
2169                 return NULL;
2170         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2171         return (isl_set *)isl_map_add((isl_map *)set, type, n);
2172 error:
2173         isl_set_free(set);
2174         return NULL;
2175 }
2176
2177 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2178         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2179         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2180         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2181 {
2182         int i;
2183         struct isl_dim_map *dim_map;
2184         struct isl_basic_map *res;
2185         enum isl_dim_type t;
2186         unsigned total, off;
2187
2188         if (!bmap)
2189                 return NULL;
2190         if (n == 0)
2191                 return bmap;
2192
2193         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2194                 goto error);
2195
2196         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2197                 return bmap;
2198
2199         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2200
2201         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2202             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2203                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2204                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2205                 if (!bmap)
2206                         return NULL;
2207
2208                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2209                                                 src_type, src_pos, n);
2210                 if (!bmap->dim)
2211                         goto error;
2212
2213                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2214
2215                 return bmap;
2216         }
2217
2218         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2219         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2220
2221         off = 0;
2222         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2223                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2224                 if (t == dst_type) {
2225                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2226                                             0, dst_pos, off);
2227                         off += dst_pos;
2228                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2229                                             src_pos, n, off);
2230                         off += n;
2231                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2232                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2233                         off += size - dst_pos;
2234                 } else if (t == src_type) {
2235                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2236                                             0, src_pos, off);
2237                         off += src_pos;
2238                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2239                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2240                         off += size - src_pos - n;
2241                 } else {
2242                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2243                         off += size;
2244                 }
2245         }
2246         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2247
2248         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2249                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2250         bmap = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2251
2252         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2253                                         src_type, src_pos, n);
2254         if (!bmap->dim)
2255                 goto error;
2256
2257         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2258         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2259         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2260
2261         return bmap;
2262 error:
2263         isl_basic_map_free(bmap);
2264         return NULL;
2265 }
2266
2267 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2268         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2269         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2270 {
2271         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2272                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2273 }
2274
2275 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2276         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2277         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2278 {
2279         if (!set)
2280                 return NULL;
2281         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2282         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2283                                         src_type, src_pos, n);
2284 error:
2285         isl_set_free(set);
2286         return NULL;
2287 }
2288
2289 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2290         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2291         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2292 {
2293         int i;
2294
2295         if (!map)
2296                 return NULL;
2297         if (n == 0)
2298                 return map;
2299
2300         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2301                 goto error);
2302
2303         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2304                 return map;
2305
2306         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2307
2308         map = isl_map_cow(map);
2309         if (!map)
2310                 return NULL;
2311
2312         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2313         if (!map->dim)
2314                 goto error;
2315
2316         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2317                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2318                                                 dst_type, dst_pos,
2319                                                 src_type, src_pos, n);
2320                 if (!map->p[i])
2321                         goto error;
2322         }
2323
2324         return map;
2325 error:
2326         isl_map_free(map);
2327         return NULL;
2328 }
2329
2330 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2331  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2332  * That's the responsibility of the caller.
2333  */
2334 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2335         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2336 {
2337         struct isl_dim_map *dim_map;
2338         struct isl_basic_map *res;
2339         enum isl_dim_type t;
2340         unsigned total, off;
2341
2342         if (!bmap)
2343                 return NULL;
2344         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2345                 return bmap;
2346
2347         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2348         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2349
2350         off = 0;
2351         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2352                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2353                 if (t == type) {
2354                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2355                                             0, first, off);
2356                         off += first;
2357                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2358                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2359                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2360                                             first + n, size - (first + n), off);
2361                         off += size - (first + n);
2362                 } else {
2363                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2364                         off += size;
2365                 }
2366         }
2367         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2368
2369         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2370                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2371         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2372         return res;
2373 }
2374
2375 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2376  * into existentially quantified variables.
2377  */
2378 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2379                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2380                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2381 {
2382         int i;
2383         size_t row_size;
2384         isl_int **new_div;
2385         isl_int *old;
2386
2387         if (n == 0)
2388                 return bmap;
2389
2390         if (!bmap)
2391                 return NULL;
2392
2393         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2394                 return isl_basic_map_remove(bmap, type, first, n);
2395
2396         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2397                         goto error);
2398
2399         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2400         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2401         if (!bmap)
2402                 return NULL;
2403
2404         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2405         old = bmap->block2.data;
2406         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2407                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2408         if (!bmap->block2.data)
2409                 goto error;
2410         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2411         if (!new_div)
2412                 goto error;
2413         for (i = 0; i < n; ++i) {
2414                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2415                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2416                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2417         }
2418         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2419                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2420         free(bmap->div);
2421         bmap->div = new_div;
2422         bmap->n_div += n;
2423         bmap->extra += n;
2424
2425         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2426         if (!bmap->dim)
2427                 goto error;
2428         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2429         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2430         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2431 error:
2432         isl_basic_map_free(bmap);
2433         return NULL;
2434 }
2435
2436 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2437  * into existentially quantified variables.
2438  */
2439 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2440                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2441 {
2442         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2443                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2444 }
2445
2446 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2447  * into existentially quantified variables.
2448  */
2449 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2450                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2451 {
2452         int i;
2453
2454         if (!map)
2455                 return NULL;
2456
2457         if (n == 0)
2458                 return map;
2459
2460         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2461
2462         map = isl_map_cow(map);
2463         if (!map)
2464                 return NULL;
2465
2466         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2467         if (!map->dim)
2468                 goto error;
2469
2470         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2471                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2472                 if (!map->p[i])
2473                         goto error;
2474         }
2475
2476         return map;
2477 error:
2478         isl_map_free(map);
2479         return NULL;
2480 }
2481
2482 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2483  * into existentially quantified variables.
2484  */
2485 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2486                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2487 {
2488         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2489 }
2490
2491 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2492 {
2493         int i, j;
2494
2495         for (i = 0; i < n; ++i) {
2496                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2497                 if (j < 0)
2498                         goto error;
2499                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2500         }
2501         return bmap;
2502 error:
2503         isl_basic_map_free(bmap);
2504         return NULL;
2505 }
2506
2507 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2508                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2509 {
2510         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2511         struct isl_basic_map *bmap;
2512         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2513         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2514
2515         if (!bmap1 || !bmap2)
2516                 goto error;
2517
2518         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2519                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2520
2521         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2522         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2523         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2524         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2525
2526         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2527         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2528         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2529         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2530         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2531         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2532         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2533         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2534         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2535         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2536         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2537
2538         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2539                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2540                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2541                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2542         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2543         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2544         bmap = add_divs(bmap, n);
2545         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2546         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2547         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2548 error:
2549         isl_basic_map_free(bmap1);
2550         isl_basic_map_free(bmap2);
2551         return NULL;
2552 }
2553
2554 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2555                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2556 {
2557         if (!bset || !bmap)
2558                 goto error;
2559
2560         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2561                     goto error);
2562
2563         return (struct isl_basic_set *)
2564                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2565 error:
2566         isl_basic_set_free(bset);
2567         isl_basic_map_free(bmap);
2568         return NULL;
2569 }
2570
2571 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2572                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2573 {
2574         if (!bmap1 || !bmap2)
2575                 goto error;
2576
2577         isl_assert(bmap1->ctx,
2578             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2579         isl_assert(bmap1->ctx,
2580             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2581             goto error);
2582
2583         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2584         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2585         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2586 error:
2587         isl_basic_map_free(bmap1);
2588         isl_basic_map_free(bmap2);
2589         return NULL;
2590 }
2591
2592 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2593  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2594  */
2595 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2596                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2597 {
2598         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2599         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2600         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2601         int i;
2602
2603         if (!bmap1 || !bmap2)
2604                 goto error;
2605
2606         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2607                 goto error);
2608
2609         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2610         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2611         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2612
2613         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2614         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2615         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2616         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2617         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2618         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2619         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2620         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2621         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2622         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2623         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2624
2625         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2626                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2627                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2628                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2629         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2630                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2631                 if (j < 0)
2632                         goto error;
2633                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2634                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2635                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2636                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2637         }
2638         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2639         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2640         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2641
2642         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2643         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2644 error:
2645         isl_basic_map_free(bmap);
2646         isl_basic_map_free(bmap1);
2647         isl_basic_map_free(bmap2);
2648         return NULL;
2649 }
2650
2651 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2652  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2653  */
2654 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2655 {
2656         struct isl_map *result;
2657         int i, j;
2658
2659         if (!map1 || !map2)
2660                 goto error;
2661
2662         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2663
2664         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2665                                 map1->n * map2->n, 0);
2666         if (!result)
2667                 goto error;
2668         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2669                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2670                         struct isl_basic_map *part;
2671                         part = isl_basic_map_sum(
2672                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2673                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2674                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2675                                 isl_basic_map_free(part);
2676                         else
2677                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2678                         if (!result)
2679                                 goto error;
2680                 }
2681         isl_map_free(map1);
2682         isl_map_free(map2);
2683         return result;
2684 error:
2685         isl_map_free(map1);
2686         isl_map_free(map2);
2687         return NULL;
2688 }
2689
2690 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2691         __isl_take isl_set *set2)
2692 {
2693         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2694 }
2695
2696 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2697  */
2698 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2699 {
2700         int i, j;
2701         unsigned off, n;
2702
2703         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2704         if (!bmap)
2705                 return NULL;
2706
2707         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2708         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2709         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2710                 for (j = 0; j < n; ++j)
2711                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2712         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2713                 for (j = 0; j < n; ++j)
2714                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
2715         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2716                 for (j = 0; j < n; ++j)
2717                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
2718         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2719 }
2720
2721 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2722  */
2723 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2724 {
2725         int i;
2726
2727         map = isl_map_cow(map);
2728         if (!map)
2729                 return NULL;
2730
2731         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2732                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
2733                 if (!map->p[i])
2734                         goto error;
2735         }
2736
2737         return map;
2738 error:
2739         isl_map_free(map);
2740         return NULL;
2741 }
2742
2743 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
2744 {
2745         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
2746 }
2747
2748 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
2749  * A -> floor(f(A)/d).
2750  */
2751 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
2752                 isl_int d)
2753 {
2754         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2755         struct isl_basic_map *result = NULL;
2756         struct isl_dim_map *dim_map;
2757         int i;
2758
2759         if (!bmap)
2760                 return NULL;
2761
2762         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2763         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2764         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2765
2766         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
2767         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2768         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2769         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2770         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
2771         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
2772
2773         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
2774                         bmap->n_div + n_out,
2775                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
2776         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
2777         result = add_divs(result, n_out);
2778         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2779                 int j;
2780                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2781                 if (j < 0)
2782                         goto error;
2783                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2784                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2785                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
2786                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2787                 if (j < 0)
2788                         goto error;
2789                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2790                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2791                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
2792                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
2793         }
2794
2795         result = isl_basic_map_simplify(result);
2796         return isl_basic_map_finalize(result);
2797 error:
2798         isl_basic_map_free(result);
2799         return NULL;
2800 }
2801
2802 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
2803  * A -> floor(f(A)/d).
2804  */
2805 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
2806 {
2807         int i;
2808
2809         map = isl_map_cow(map);
2810         if (!map)
2811                 return NULL;
2812
2813         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
2814         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2815         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2816                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
2817                 if (!map->p[i])
2818                         goto error;
2819         }
2820
2821         return map;
2822 error:
2823         isl_map_free(map);
2824         return NULL;
2825 }
2826
2827 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2828 {
2829         int i;
2830         unsigned nparam;
2831         unsigned n_in;
2832
2833         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2834         if (i < 0)
2835                 goto error;
2836         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2837         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2838         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2839         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
2840         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2841         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2842 error:
2843         isl_basic_map_free(bmap);
2844         return NULL;
2845 }
2846
2847 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
2848  */
2849 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2850 {
2851         int i;
2852         unsigned nparam;
2853         unsigned n_in;
2854
2855         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2856         if (i < 0)
2857                 goto error;
2858         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2859         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2860         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2862         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2863         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2864         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2865 error:
2866         isl_basic_map_free(bmap);
2867         return NULL;
2868 }
2869
2870 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
2871  */
2872 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
2873         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2874 {
2875         int i;
2876         unsigned nparam;
2877         unsigned n_in;
2878
2879         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2880         if (i < 0)
2881                 goto error;
2882         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2883         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2884         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2885         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2886         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2887         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2888 error:
2889         isl_basic_map_free(bmap);
2890         return NULL;
2891 }
2892
2893 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
2894  */
2895 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2896 {
2897         int i;
2898         unsigned nparam;
2899         unsigned n_in;
2900
2901         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2902         if (i < 0)
2903                 goto error;
2904         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2905         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2906         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2907         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2908         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2909         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2910         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2911 error:
2912         isl_basic_map_free(bmap);
2913         return NULL;
2914 }
2915
2916 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
2917  */
2918 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
2919         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2920 {
2921         int i;
2922         unsigned nparam;
2923         unsigned n_in;
2924
2925         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2926         if (i < 0)
2927                 goto error;
2928         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2929         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2930         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2931         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2932         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2933         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2934 error:
2935         isl_basic_map_free(bmap);
2936         return NULL;
2937 }
2938
2939 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
2940 {
2941         int i;
2942         struct isl_basic_map *bmap;
2943         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
2944         if (!bmap)
2945                 return NULL;
2946         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
2947                 bmap = var_equal(bmap, i);
2948         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2949 }
2950
2951 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
2952  */
2953 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2954 {
2955         int i;
2956         struct isl_basic_map *bmap;
2957         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2958         if (!bmap)
2959                 return NULL;
2960         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2961                 bmap = var_equal(bmap, i);
2962         if (bmap)
2963                 bmap = var_less(bmap, pos);
2964         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2965 }
2966
2967 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
2968  */
2969 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
2970         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
2971 {
2972         int i;
2973         isl_basic_map *bmap;
2974
2975         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2976         for (i = 0; i < pos; ++i)
2977                 bmap = var_equal(bmap, i);
2978         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
2979         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2980 }
2981
2982 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
2983  */
2984 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2985 {
2986         int i;
2987         struct isl_basic_map *bmap;
2988         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2989         if (!bmap)
2990                 return NULL;
2991         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2992                 bmap = var_equal(bmap, i);
2993         if (bmap)
2994                 bmap = var_more(bmap, pos);
2995         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2996 }
2997
2998 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
2999  */
3000 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3001         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3002 {
3003         int i;
3004         isl_basic_map *bmap;
3005
3006         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3007         for (i = 0; i < pos; ++i)
3008                 bmap = var_equal(bmap, i);
3009         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3010         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3011 }
3012
3013 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3014         unsigned n, int equal)
3015 {
3016         struct isl_map *map;
3017         int i;
3018
3019         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3020
3021         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3022                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3023                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3024         if (n > 0) {
3025                 if (equal)
3026                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3027                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3028                 else
3029                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3030                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3031         } else
3032                 isl_dim_free(dims);
3033
3034         return map;
3035 }
3036
3037 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3038 {
3039         if (!dims)
3040                 return NULL;
3041         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3042 }
3043
3044 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3045 {
3046         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3047 }
3048
3049 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3050 {
3051         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3052 }
3053
3054 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3055 {
3056         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3057 }
3058
3059 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3060 {
3061         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3062 }
3063
3064 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3065         unsigned n, int equal)
3066 {
3067         struct isl_map *map;
3068         int i;
3069
3070         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3071
3072         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3073                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3074                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3075         if (n > 0) {
3076                 if (equal)
3077                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3078                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3079                 else
3080                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3081                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3082         } else
3083                 isl_dim_free(dims);
3084
3085         return map;
3086 }
3087
3088 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3089 {
3090         if (!dims)
3091                 return NULL;
3092         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3093 }
3094
3095 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3096 {
3097         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3098 }
3099
3100 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3101 {
3102         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3103 }
3104
3105 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3106 {
3107         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3108 }
3109
3110 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3111 {
3112         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3113 }
3114
3115 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3116                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3117 {
3118         struct isl_basic_map *bmap;
3119
3120         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3121         if (!bset || !dim)
3122                 goto error;
3123
3124         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3125         isl_dim_free(bset->dim);
3126         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3127         bmap->dim = dim;
3128         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3129 error:
3130         isl_basic_set_free(bset);
3131         isl_dim_free(dim);
3132         return NULL;
3133 }
3134
3135 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3136 {
3137         if (!bmap)
3138                 goto error;
3139         if (bmap->dim->n_in == 0)
3140                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3141         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3142         if (!bmap)
3143                 goto error;
3144         bmap->dim = isl_dim_cow(bmap->dim);
3145         if (!bmap->dim)
3146                 goto error;
3147         bmap->dim->n_out += bmap->dim->n_in;
3148         bmap->dim->n_in = 0;
3149         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3150         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3151 error:
3152         isl_basic_map_free(bmap);
3153         return NULL;
3154 }
3155
3156 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3157  *
3158  *              f - m d >= 0
3159  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3160  *
3161  * Note that the second constraint is the negation of
3162  *
3163  *              f - m d >= n
3164  */
3165 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3166         unsigned pos, isl_int *div)
3167 {
3168         int i, j;
3169         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3170
3171         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3172         if (i < 0)
3173                 return -1;
3174         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3175         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3176
3177         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3178         if (j < 0)
3179                 return -1;
3180         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3181         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3182         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3183         return j;
3184 }
3185
3186 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3187         unsigned pos, isl_int *div)
3188 {
3189         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3190                                                         pos, div);
3191 }
3192
3193 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3194 {
3195         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3196         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3197
3198         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3199                                                         bmap->div[div]);
3200 }
3201
3202 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3203                 struct isl_basic_map *bmap)
3204 {
3205         if (!bmap)
3206                 goto error;
3207         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
3208                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3209         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3210         if (!bmap)
3211                 goto error;
3212         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3213         if (!bmap->dim)
3214                 goto error;
3215         bmap->extra -= bmap->n_div;
3216         bmap->n_div = 0;
3217         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3218         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3219 error:
3220         return NULL;
3221 }
3222
3223 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3224                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3225 {
3226         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3227 }
3228
3229 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3230         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3231 {
3232         struct isl_basic_map *bmap;
3233         struct isl_ctx *ctx;
3234         unsigned total;
3235         int i;
3236
3237         if (!bset || !like)
3238                 goto error;
3239         ctx = bset->ctx;
3240         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3241         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3242         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3243                         goto error);
3244         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3245                 isl_basic_map_free(like);
3246                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3247         }
3248         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3249         if (!bset)
3250                 goto error;
3251         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3252         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3253         isl_dim_free(bmap->dim);
3254         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3255         if (!bmap->dim)
3256                 goto error;
3257         bmap->n_div = like->n_div;
3258         bmap->extra += like->n_div;
3259         if (bmap->extra) {
3260                 unsigned ltotal;
3261                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3262                 if (ltotal > total)
3263                         ltotal = total;
3264                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3265                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3266                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3267                         goto error;
3268                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
3269                                                 bmap->extra);
3270                 if (!bmap->div)
3271                         goto error;
3272                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3273                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3274                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3275                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3276                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3277                 }
3278                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3279                                                         0, 2 * like->n_div);
3280                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3281                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3282                                 continue;
3283                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3284                                 goto error;
3285                 }
3286         }
3287         isl_basic_map_free(like);
3288         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3289         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3290         return bmap;
3291 error:
3292         isl_basic_map_free(like);
3293         isl_basic_set_free(bset);
3294         return NULL;
3295 }
3296
3297 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3298         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3299 {
3300         return (struct isl_basic_set *)
3301                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3302 }
3303
3304 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3305         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3306 {
3307         int i;
3308
3309         if (!set || !like)
3310                 goto error;
3311         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3312                     goto error);
3313         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3314                 isl_basic_set_free(like);
3315                 return set;
3316         }
3317         set = isl_set_cow(set);
3318         if (!set)
3319                 goto error;
3320         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3321                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3322                                                       isl_basic_set_copy(like));
3323                 if (!set->p[i])
3324                         goto error;
3325         }
3326         isl_dim_free(set->dim);
3327         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3328         if (!set->dim)
3329                 goto error;
3330         isl_basic_set_free(like);
3331         return set;
3332 error:
3333         isl_basic_set_free(like);
3334         isl_set_free(set);
3335         return NULL;
3336 }
3337
3338 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3339 {
3340         int i;
3341
3342         map = isl_map_cow(map);
3343         if (!map)
3344                 return NULL;
3345         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3346         if (!map->dim)
3347                 goto error;
3348
3349         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3350                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3351                                 goto error);
3352         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3353                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3354                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3355                 if (!map->p[i])
3356                         goto error;
3357         }
3358         if (map->n == 0)
3359                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3360         else {
3361                 isl_dim_free(map->dim);
3362                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3363         }
3364         if (!map->dim)
3365                 goto error;
3366         return (struct isl_set *)map;
3367 error:
3368         isl_map_free(map);
3369         return NULL;
3370 }
3371
3372 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3373 {
3374         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3375 }
3376
3377 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3378 {
3379         struct isl_basic_set *domain;
3380         unsigned n_in;
3381         unsigned n_out;
3382         if (!bmap)
3383                 return NULL;
3384         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3385         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3386         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3387         return isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3388 }
3389
3390 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3391 {
3392         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3393 }
3394
3395 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3396 {
3397         int i;
3398         struct isl_set *set;
3399
3400         if (!map)
3401                 goto error;
3402         if (isl_map_dim(map, isl_dim_in) == 0)
3403                 return (isl_set *)map;
3404
3405         map = isl_map_cow(map);
3406         if (!map)
3407                 goto error;
3408
3409         set = (struct isl_set *) map;
3410         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3411         if (!set->dim)
3412                 goto error;
3413         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3414                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3415                 if (!set->p[i])
3416                         goto error;
3417         }
3418         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3419         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3420         return set;
3421 error:
3422         isl_map_free(map);
3423         return NULL;
3424 }
3425
3426 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
3427 {
3428         int i;
3429         struct isl_map *map = NULL;
3430
3431         set = isl_set_cow(set);
3432         if (!set || !dim)
3433                 goto error;
3434         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
3435         map = (struct isl_map *)set;
3436         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3437                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
3438                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
3439                 if (!map->p[i])
3440                         goto error;
3441         }
3442         isl_dim_free(map->dim);
3443         map->dim = dim;
3444         return map;
3445 error:
3446         isl_dim_free(dim);
3447         isl_set_free(set);
3448         return NULL;
3449 }
3450
3451 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
3452 {
3453         return (struct isl_map *)set;
3454 }
3455
3456 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
3457 {
3458         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));;
3459 }
3460
3461 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
3462         __isl_take isl_set *range)
3463 {
3464         return isl_map_product(isl_map_from_domain(domain),
3465                                isl_map_from_range(range));
3466 }
3467
3468 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
3469 {
3470         int i;
3471         struct isl_set *set = NULL;
3472
3473         if (!map)
3474                 return NULL;
3475         map = isl_map_cow(map);
3476         if (!map)
3477                 return NULL;
3478         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3479         if (!map->dim)
3480                 goto error;
3481         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
3482         map->dim->n_in = 0;
3483         set = (struct isl_set *)map;
3484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3485                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
3486                 if (!set->p[i])
3487                         goto error;
3488         }
3489         return set;
3490 error:
3491         isl_map_free(map);
3492         return NULL;
3493 }
3494
3495 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
3496 {
3497         struct isl_map *map;
3498
3499         if (!dim)
3500                 return NULL;
3501         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
3502         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
3503                         sizeof(struct isl_map) +
3504                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
3505         if (!map)
3506                 goto error;
3507
3508         map->ctx = dim->ctx;
3509         isl_ctx_ref(map->ctx);
3510         map->ref = 1;
3511         map->size = n;
3512         map->n = 0;
3513         map->dim = dim;
3514         map->flags = flags;
3515         return map;
3516 error:
3517         isl_dim_free(dim);
3518         return NULL;
3519 }
3520
3521 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
3522                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
3523                 unsigned flags)
3524 {
3525         struct isl_map *map;
3526         struct isl_dim *dims;
3527
3528         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
3529         if (!dims)
3530                 return NULL;
3531
3532         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
3533         return map;
3534 }
3535
3536 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
3537 {
3538         struct isl_basic_map *bmap;
3539         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3540         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3541         return bmap;
3542 }
3543
3544 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
3545 {
3546         struct isl_basic_set *bset;
3547         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3548         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3549         return bset;
3550 }
3551
3552 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
3553 {
3554         struct isl_basic_map *bmap;
3555         if (!model)
3556                 return NULL;
3557         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3558         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3559         return bmap;
3560 }
3561
3562 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
3563 {
3564         struct isl_basic_map *bmap;
3565         if (!model)
3566                 return NULL;
3567         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3568         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3569         return bmap;
3570 }
3571
3572 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
3573 {
3574         struct isl_basic_set *bset;
3575         if (!model)
3576                 return NULL;
3577         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3578         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3579         return bset;
3580 }
3581
3582 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
3583 {
3584         struct isl_basic_map *bmap;
3585         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3586         return bmap;
3587 }
3588
3589 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
3590 {
3591         struct isl_basic_set *bset;
3592         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3593         return bset;
3594 }
3595
3596 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
3597                 __isl_keep isl_basic_map *model)
3598 {
3599         if (!model)
3600                 return NULL;
3601         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3602 }
3603
3604 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
3605 {
3606         if (!model)
3607                 return NULL;
3608         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3609 }
3610
3611 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
3612         __isl_keep isl_set *model)
3613 {
3614         if (!model)
3615                 return NULL;
3616         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3617 }
3618
3619 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
3620 {
3621         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3622 }
3623
3624 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
3625 {
3626         if (!model)
3627                 return NULL;
3628         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3629 }
3630
3631 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
3632 {
3633         if (!model)
3634                 return NULL;
3635         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3636 }
3637
3638 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
3639 {
3640         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3641 }
3642
3643 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
3644 {
3645         if (!model)
3646                 return NULL;
3647         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
3648 }
3649
3650 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
3651 {
3652         struct isl_map *map;
3653         if (!dim)
3654                 return NULL;
3655         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3656         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
3657         return map;
3658 }
3659
3660 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
3661 {
3662         struct isl_set *set;
3663         if (!dim)
3664                 return NULL;
3665         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3666         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
3667         return set;
3668 }
3669
3670 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
3671 {
3672         if (!model)
3673                 return NULL;
3674         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
3675 }
3676
3677 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
3678 {
3679         int i;
3680         struct isl_map *dup;
3681
3682         if (!map)
3683                 return NULL;
3684         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
3685         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3686                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3687         return dup;
3688 }
3689
3690 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
3691                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
3692 {
3693         if (!bmap || !map)
3694                 goto error;
3695         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
3696                 isl_basic_map_free(bmap);
3697                 return map;
3698         }
3699         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
3700         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
3701         map->p[map->n] = bmap;
3702         map->n++;
3703         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3704         return map;
3705 error:
3706         if (map)
3707                 isl_map_free(map);
3708         if (bmap)
3709                 isl_basic_map_free(bmap);
3710         return NULL;
3711 }
3712
3713 void isl_map_free(struct isl_map *map)
3714 {
3715         int i;
3716
3717         if (!map)
3718                 return;
3719
3720         if (--map->ref > 0)
3721                 return;
3722
3723         isl_ctx_deref(map->ctx);
3724         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3725                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
3726         isl_dim_free(map->dim);
3727         free(map);
3728 }
3729
3730 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
3731                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
3732 {
3733         int i;
3734
3735         base = isl_map_cow(base);
3736         if (!base)
3737                 return NULL;
3738
3739         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3740         if (!base->dim)
3741                 goto error;
3742         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3743                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3744                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3745                 if (!base->p[i])
3746                         goto error;
3747         }
3748         return base;
3749 error:
3750         isl_map_free(base);
3751         return NULL;
3752 }
3753
3754 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3755                 unsigned nparam, unsigned dim)
3756 {
3757         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3758                                                         nparam, 0, dim);
3759 }
3760
3761 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
3762         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
3763 {
3764         int j;
3765
3766         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3767         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3768         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3769         if (j < 0)
3770                 goto error;
3771         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3772         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3773         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3774         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3775         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3776 error:
3777         isl_basic_map_free(bmap);
3778         return NULL;
3779 }
3780
3781 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
3782         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
3783 {
3784         int j;
3785
3786         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3787         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3788         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3789         if (j < 0)
3790                 goto error;
3791         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3792         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3793         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
3794         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3795         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3796 error:
3797         isl_basic_map_free(bmap);
3798         return NULL;
3799 }
3800
3801 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3802                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3803 {
3804         if (!bmap)
3805                 return NULL;
3806         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3807         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
3808                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3809 error:
3810         isl_basic_map_free(bmap);
3811         return NULL;
3812 }
3813
3814 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3815                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3816 {
3817         if (!bmap)
3818                 return NULL;
3819         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3820         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
3821                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3822 error:
3823         isl_basic_map_free(bmap);
3824         return NULL;
3825 }
3826
3827 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3828                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3829 {
3830         return (struct isl_basic_set *)
3831                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3832                                         type, pos, value);
3833 }
3834
3835 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
3836                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3837 {
3838         return (struct isl_basic_set *)
3839                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
3840                                         type, pos, value);
3841 }
3842
3843 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3844                 unsigned input, int value)
3845 {
3846         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3847 }
3848
3849 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3850                 unsigned dim, int value)
3851 {
3852         return (struct isl_basic_set *)
3853                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3854                                         isl_dim_set, dim, value);
3855 }
3856
3857 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3858                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3859 {
3860         int i;
3861
3862         map = isl_map_cow(map);
3863         if (!map)
3864                 return NULL;
3865
3866         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3867         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3868                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3869                 if (!map->p[i])
3870                         goto error;
3871         }
3872         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3873         return map;
3874 error:
3875         isl_map_free(map);
3876         return NULL;
3877 }
3878
3879 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
3880                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3881 {
3882         return (struct isl_set *)
3883                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
3884 }
3885
3886 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
3887                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3888 {
3889         int i;
3890
3891         map = isl_map_cow(map);
3892         if (!map)
3893                 return NULL;
3894
3895         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3896         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3897                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
3898                 if (!map->p[i])
3899                         goto error;
3900         }
3901         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3902         return map;
3903 error:
3904         isl_map_free(map);
3905         return NULL;
3906 }
3907
3908 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
3909                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3910 {
3911         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
3912 }
3913
3914 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3915                 unsigned input, int value)
3916 {
3917         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3918 }
3919
3920 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3921 {
3922         return (struct isl_set *)
3923                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3924 }
3925
3926 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
3927                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3928                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3929 {
3930         int j;
3931
3932         if (!bmap)
3933                 return NULL;
3934         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3935         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
3936         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3937         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
3938         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3939         if (j < 0)
3940                 goto error;
3941         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3942         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
3943         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
3944         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3945         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3946 error:
3947         isl_basic_map_free(bmap);
3948         return NULL;
3949 }
3950
3951 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
3952         unsigned dim, isl_int value)
3953 {
3954         int j;
3955
3956         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3957         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
3958         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3959         if (j < 0)
3960                 goto error;
3961         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3962         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
3963         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
3964         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
3965         return isl_basic_set_finalize(bset);
3966 error:
3967         isl_basic_set_free(bset);
3968         return NULL;
3969 }
3970
3971 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
3972                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3973 {
3974         int i;
3975
3976         map = isl_map_cow(map);
3977         if (!map)
3978                 return NULL;
3979
3980         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3981         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3982                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
3983                                                          type, pos, value);
3984                 if (!map->p[i])
3985                         goto error;
3986         }
3987         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3988         return map;
3989 error:
3990         isl_map_free(map);
3991         return NULL;
3992 }
3993
3994 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
3995                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3996 {
3997         return (struct isl_set *)
3998                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
3999 }
4000
4001 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4002                                         isl_int value)
4003 {
4004         int i;
4005
4006         set = isl_set_cow(set);
4007         if (!set)
4008                 return NULL;
4009
4010         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4011         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4012                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4013                 if (!set->p[i])
4014                         goto error;
4015         }
4016         return set;
4017 error:
4018         isl_set_free(set);
4019         return NULL;
4020 }
4021
4022 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4023 {
4024         int i;
4025
4026         map = isl_map_cow(map);
4027         if (!map)
4028                 return NULL;
4029
4030         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4031         if (!map->dim)
4032                 goto error;
4033         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4034                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4035                 if (!map->p[i])
4036                         goto error;
4037         }
4038         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4039         return map;
4040 error:
4041         isl_map_free(map);
4042         return NULL;
4043 }
4044
4045 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4046                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4047                 struct isl_set **empty, int max)
4048 {
4049         if (!bmap)
4050                 goto error;
4051         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4052                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4053         else
4054                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4055 error:
4056         isl_basic_map_free(bmap);
4057         isl_basic_set_free(dom);
4058         if (empty)
4059                 *empty = NULL;
4060         return NULL;
4061 }
4062
4063 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4064                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4065                 struct isl_set **empty)
4066 {
4067         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4068 }
4069
4070 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4071                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4072                 struct isl_set **empty)
4073 {
4074         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4075 }
4076
4077 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4078                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4079                 struct isl_set **empty)
4080 {
4081         return (struct isl_set *)
4082                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4083                         dom, empty);
4084 }
4085
4086 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4087                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4088                 struct isl_set **empty)
4089 {
4090         return (struct isl_set *)
4091                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4092                         dom, empty);
4093 }
4094
4095 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicograhically minimal
4096  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4097  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4098  *
4099  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4100  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4101  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4102  * domain down into the parametric integer programming.
4103  */
4104 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4105                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4106                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4107 {
4108         int i;
4109         struct isl_map *res;
4110
4111         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4112         if (!dom)
4113                 goto error;
4114
4115         if (isl_set_fast_is_empty(dom)) {
4116                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4117                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4118                 isl_set_free(dom);
4119                 isl_basic_map_free(bmap);
4120                 return res;
4121         }
4122
4123         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4124                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4125
4126         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4127                 struct isl_map *res_i;
4128                 struct isl_set *empty_i;
4129
4130                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4131                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4132
4133                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4134                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4135         }
4136
4137         isl_set_free(dom);
4138         isl_basic_map_free(bmap);
4139         return res;
4140 error:
4141         *empty = NULL;
4142         isl_set_free(dom);
4143         isl_basic_map_free(bmap);
4144         return NULL;
4145 }
4146
4147 /* Given a map "map", compute the lexicograhically minimal
4148  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4149  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4150  *
4151  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4152  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4153  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4154  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4155  * improve both "res" and "todo".
4156  *
4157  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4158  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4159  * We first intersect basic map i with a relation that maps elements
4160  * to elements that are lexicographically larger than the image elements
4161  * in res^k and the compute the maximum image element of this intersection.
4162  * The result ("better") corresponds to those image elements in basic map i
4163  * that are better than what we had before.  The remainder ("keep") are the
4164  * domain elements for which the image element in res_k was better.
4165  * We also compute the lexicographical maximum of basic map i in todo^k.
4166  * res^i is the result of the operation + better + those elements in
4167  *              res^k that we should keep
4168  * todo^i is the remainder of the maximum operation on todo^k.
4169  */
4170 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4171                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4172                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4173 {
4174         int i;
4175         struct isl_map *res;
4176         struct isl_set *todo;
4177
4178         if (!map || !dom)
4179                 goto error;
4180
4181         if (isl_map_fast_is_empty(map)) {
4182                 if (empty)
4183                         *empty = dom;
4184                 else
4185                         isl_set_free(dom);
4186                 return map;
4187         }
4188
4189         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4190                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4191
4192         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4193                 struct isl_map *lt;
4194                 struct isl_map *better;
4195                 struct isl_set *keep;
4196                 struct isl_map *res_i;
4197                 struct isl_set *todo_i;
4198                 struct isl_dim *dim = isl_map_get_dim(res);
4199
4200                 dim = isl_dim_range(dim);
4201                 if (max)
4202                         lt = isl_map_lex_lt(dim);
4203                 else
4204                         lt = isl_map_lex_gt(dim);
4205                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4206                 lt = isl_map_intersect(lt,
4207                         isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4208                 better = isl_map_partial_lexopt(lt,
4209                         isl_map_domain(isl_map_copy(res)),
4210                         &keep, max);
4211
4212                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4213                                                 todo, &todo_i, max);
4214
4215                 res = isl_map_intersect_domain(res, keep);
4216                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4217                 res = isl_map_union_disjoint(res, better);
4218                 todo = todo_i;
4219         }
4220
4221         isl_set_free(dom);
4222         isl_map_free(map);
4223
4224         if (empty)
4225                 *empty = todo;
4226         else
4227                 isl_set_free(todo);
4228
4229         return res;
4230 error:
4231         if (empty)
4232                 *empty = NULL;
4233         isl_set_free(dom);
4234         isl_map_free(map);
4235         return NULL;
4236 }
4237
4238 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4239                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4240                 __isl_give isl_set **empty)
4241 {
4242         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4243 }
4244
4245 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4246                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4247                 __isl_give isl_set **empty)
4248 {
4249         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4250 }
4251
4252 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4253                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4254                 __isl_give isl_set **empty)
4255 {
4256         return (struct isl_set *)
4257                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4258                         dom, empty);
4259 }
4260
4261 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4262                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4263                 __isl_give isl_set **empty)
4264 {
4265         return (struct isl_set *)
4266                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4267                         dom, empty);
4268 }
4269
4270 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4271 {
4272         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4273         struct isl_dim *dom_dim;
4274
4275         if (!bmap)
4276                 goto error;
4277         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4278         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4279         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4280 error:
4281         isl_basic_map_free(bmap);
4282         return NULL;
4283 }
4284
4285 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4286 {
4287         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4288 }
4289
4290 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4291 {
4292         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4293 }
4294
4295 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4296 {
4297         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4298 }
4299
4300 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4301 {
4302         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4303 }
4304
4305 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4306 {
4307         struct isl_set *dom = NULL;
4308         struct isl_dim *dom_dim;
4309
4310         if (!map)
4311                 goto error;
4312         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
4313         dom = isl_set_universe(dom_dim);
4314         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
4315 error:
4316         isl_map_free(map);
4317         return NULL;
4318 }
4319
4320 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
4321 {
4322         return isl_map_lexopt(map, 0);
4323 }
4324
4325 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
4326 {
4327         return isl_map_lexopt(map, 1);
4328 }
4329
4330 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
4331 {
4332         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
4333 }
4334
4335 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
4336 {
4337         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
4338 }
4339
4340 static struct isl_map *isl_map_reset_dim(struct isl_map *map,
4341         struct isl_dim *dim)
4342 {
4343         int i;
4344
4345         if (!map || !dim)
4346                 goto error;
4347
4348         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4349                 isl_dim_free(map->p[i]->dim);
4350                 map->p[i]->dim = isl_dim_copy(dim);
4351         }
4352         isl_dim_free(map->dim);
4353         map->dim = dim;
4354
4355         return map;
4356 error:
4357         isl_map_free(map);
4358         isl_dim_free(dim);
4359         return NULL;
4360 }
4361
4362 static struct isl_set *isl_set_reset_dim(struct isl_set *set,
4363         struct isl_dim *dim)
4364 {
4365         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
4366 }
4367
4368 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
4369  * bset is assumed to have only parameters and divs.
4370  */
4371 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
4372         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
4373 {
4374         unsigned nparam;
4375
4376         if (!bset || !mat)
4377                 goto error;
4378
4379         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
4380         if (!bset->dim)
4381                 goto error;
4382
4383         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4384
4385         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4386
4387         bset->dim->nparam = 0;
4388         bset->dim->n_out = nparam;
4389         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
4390         if (bset) {
4391                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
4392                 bset->dim->n_out = 0;
4393         }
4394         return bset;
4395 error:
4396         isl_mat_free(mat);
4397         isl_basic_set_free(bset);
4398         return NULL;
4399 }
4400
4401 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
4402  * set is assumed to have only parameters and divs.
4403  */
4404 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
4405         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
4406 {
4407         struct isl_dim *dim = NULL;
4408         unsigned nparam;
4409
4410         if (!set || !mat)
4411                 goto error;
4412
4413         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4414         dim = isl_dim_cow(dim);
4415         if (!dim)
4416                 goto error;
4417
4418         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
4419
4420         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4421
4422         dim->nparam = 0;
4423         dim->n_out = nparam;
4424         isl_set_reset_dim(set, dim);
4425         set = isl_set_preimage(set, mat);
4426         if (!set)
4427                 goto error2;
4428         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4429         dim = isl_dim_cow(dim);
4430         if (!dim)
4431                 goto error2;
4432         dim->nparam = dim->n_out;
4433         dim->n_out = 0;
4434         isl_set_reset_dim(set, dim);
4435         return set;
4436 error:
4437         isl_dim_free(dim);
4438         isl_mat_free(mat);
4439 error2:
4440         isl_set_free(set);
4441         return NULL;
4442 }
4443
4444 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
4445  * equalities in "eq".
4446  */
4447 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
4448         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
4449 {
4450         int i, k;
4451         unsigned len;
4452
4453         if (!bset || !eq)
4454                 goto error;
4455
4456         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
4457                                         eq->n_row, 0);
4458         if (!bset)
4459                 goto error;
4460
4461         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
4462         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
4463                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
4464                 if (k < 0)
4465                         goto error;
4466                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
4467                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
4468         }
4469         isl_mat_free(eq);
4470
4471         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4472         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4473
4474         return bset;
4475 error:
4476         isl_mat_free(eq);
4477         isl_basic_set_free(bset);
4478         return NULL;
4479 }
4480
4481 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
4482  * equalities in "eq".
4483  */
4484 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
4485         struct isl_mat *eq)
4486 {
4487         int i;
4488
4489         if (!set || !eq)
4490                 goto error;
4491
4492         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4493                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
4494                                         isl_mat_copy(eq));
4495                 if (!set->p[i])
4496                         goto error;
4497         }
4498         isl_mat_free(eq);
4499         return set;
4500 error:
4501         isl_mat_free(eq);
4502         isl_set_free(set);
4503         return NULL;
4504 }
4505
4506 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
4507  * new, explicit, existential variables in the constraints.
4508  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
4509  * The output has the same parameters, but only
4510  * explicit existentially quantified variables.
4511  *
4512  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
4513  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
4514  * among the parameters by performing a variable compression on
4515  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
4516  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
4517  */
4518 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4519 {
4520         int i, j;
4521         struct isl_mat *eq;
4522         struct isl_mat *T, *T2;
4523         struct isl_set *set;
4524         unsigned nparam, n_div;
4525
4526         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4527         if (!bset)
4528                 return NULL;
4529
4530         if (bset->n_eq == 0)
4531                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4532
4533         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4534
4535         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4536         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
4537
4538         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
4539                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
4540                         ++i;
4541         }
4542         if (i == bset->n_eq)
4543                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4544
4545         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
4546                 0, 1 + nparam);
4547         eq = isl_mat_cow(eq);
4548         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
4549         if (T && T->n_col == 0) {
4550                 isl_mat_free(T);
4551                 isl_mat_free(T2);
4552                 isl_mat_free(eq);
4553                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4554                 return isl_set_from_basic_set(bset);
4555         }
4556         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
4557
4558         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
4559         set = set_parameter_preimage(set, T2);
4560         set = set_append_equalities(set, eq);
4561         return set;
4562 }
4563
4564 /* Compute an explicit representation for all the existentially
4565  * quantified variables.
4566  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
4567  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
4568  * no input or output dimensions and the dimension specification
4569  * is reset to that of the input.
4570  */
4571 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4572 {
4573         struct isl_basic_set *bset;
4574         struct isl_set *set;
4575         struct isl_map *map;
4576         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
4577         unsigned         nparam;
4578         unsigned         n_in;
4579         unsigned         n_out;
4580
4581         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4582         if (!bmap)
4583                 return NULL;
4584
4585         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4586         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4587         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4588         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
4589         if (!dim)
4590                 goto error;
4591
4592         orig_dim = bmap->dim;
4593         bmap->dim = dim;
4594         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
4595
4596         set = parameter_compute_divs(bset);
4597         map = (struct isl_map *)set;
4598         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
4599
4600         return map;
4601 error:
4602         isl_basic_map_free(bmap);
4603         return NULL;
4604 }
4605
4606 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4607 {
4608         int i;
4609         unsigned off;
4610
4611         if (!bmap)
4612                 return -1;
4613
4614         off = isl_dim_total(bmap->dim);
4615         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4616                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4617                         return 0;
4618                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
4619                                 return -1);
4620         }
4621         return 1;
4622 }
4623
4624 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
4625 {
4626         int i;
4627
4628         if (!map)
4629                 return -1;
4630
4631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4632                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
4633                 if (known <= 0)
4634                         return known;
4635         }
4636
4637         return 1;
4638 }
4639
4640 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
4641  * expressions for them.  However, this computation may be
4642  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
4643  * strictly needed.
4644  */
4645 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4646 {
4647         int i;
4648         int known;
4649         struct isl_map *map;
4650
4651         known = basic_map_divs_known(bmap);
4652         if (known < 0)
4653                 goto error;
4654         if (known)
4655                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4656
4657         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
4658
4659         known = basic_map_divs_known(bmap);
4660         if (known < 0)
4661                 goto error;
4662         if (known)
4663                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4664
4665         map = compute_divs(bmap);
4666         return map;
4667 error:
4668         isl_basic_map_free(bmap);
4669         return NULL;
4670 }
4671
4672 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
4673 {
4674         int i;
4675         int known;
4676         struct isl_map *res;
4677
4678         if (!map)
4679                 return NULL;
4680         if (map->n == 0)
4681                 return map;
4682
4683         known = map_divs_known(map);
4684         if (known < 0) {
4685                 isl_map_free(map);
4686                 return NULL;
4687         }
4688         if (known)
4689                 return map;
4690
4691         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
4692         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
4693                 struct isl_map *r2;
4694                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4695                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4696                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
4697                 else
4698                         res = isl_map_union(res, r2);
4699         }
4700         isl_map_free(map);
4701
4702         return res;
4703 }
4704
4705 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4706 {
4707         return (struct isl_set *)
4708                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4709 }
4710
4711 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
4712 {
4713         return (struct isl_set *)
4714                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
4715 }
4716
4717 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
4718 {
4719         int i;
4720         struct isl_set *set;
4721
4722         if (!map)
4723                 goto error;
4724
4725         map = isl_map_cow(map);
4726         if (!map)
4727                 return NULL;
4728
4729         set = (struct isl_set *)map;
4730         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
4731         if (!set->dim)
4732                 goto error;
4733         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4734                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
4735                 if (!set->p[i])
4736                         goto error;
4737         }
4738         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4739         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4740         return set;
4741 error:
4742         isl_map_free(map);
4743         return NULL;
4744 }
4745
4746 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
4747                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4748 {
4749         int i;
4750         unsigned flags = 0;
4751         struct isl_map *map = NULL;
4752
4753         if (!map1 || !map2)
4754                 goto error;
4755
4756         if (map1->n == 0) {
4757                 isl_map_free(map1);
4758                 return map2;
4759         }
4760         if (map2->n == 0) {
4761                 isl_map_free(map2);
4762                 return map1;
4763         }
4764
4765         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4766
4767         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4768             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
4769                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4770
4771         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
4772                                 map1->n + map2->n, flags);
4773         if (!map)
4774                 goto error;
4775         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
4776                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4777                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
4778                 if (!map)
4779                         goto error;
4780         }
4781         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
4782                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4783                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
4784                 if (!map)
4785                         goto error;
4786         }
4787         isl_map_free(map1);
4788         isl_map_free(map2);
4789         return map;
4790 error:
4791         isl_map_free(map);
4792         isl_map_free(map1);
4793         isl_map_free(map2);
4794         return NULL;
4795 }
4796
4797 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4798 {
4799         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
4800         if (!map1)
4801                 return NULL;
4802         if (map1->n > 1)
4803                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
4804         return map1;
4805 }
4806
4807 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
4808                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4809 {
4810         return (struct isl_set *)
4811                 isl_map_union_disjoint(
4812                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4813 }
4814
4815 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4816 {
4817         return (struct isl_set *)
4818                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4819 }
4820
4821 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
4822                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4823 {
4824         unsigned flags = 0;
4825         struct isl_map *result;
4826         int i, j;
4827
4828         if (!map || !set)
4829                 goto error;
4830
4831         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4832             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
4833                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4834
4835         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
4836                                         map->n * set->n, flags);
4837         if (!result)
4838                 goto error;
4839         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4840                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
4841                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4842                             isl_basic_map_intersect_range(
4843                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4844                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
4845                         if (!result)
4846                                 goto error;
4847                 }
4848         isl_map_free(map);
4849         isl_set_free(set);
4850         return result;
4851 error:
4852         isl_map_free(map);
4853         isl_set_free(set);
4854         return NULL;
4855 }
4856
4857 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
4858                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4859 {
4860         return isl_map_reverse(
4861                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
4862 }
4863
4864 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
4865                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4866 {
4867         if (!map1 || !map2)
4868                 goto error;
4869         map1 = isl_map_reverse(map1);
4870         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
4871         return isl_map_reverse(map1);
4872 error:
4873         isl_map_free(map1);
4874         isl_map_free(map2);
4875         return NULL;
4876 }
4877
4878 struct isl_map *isl_map_apply_range(
4879                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4880 {
4881         struct isl_dim *dim_result;
4882         struct isl_map *result;
4883         int i, j;
4884
4885         if (!map1 || !map2)
4886                 goto error;
4887
4888         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
4889                                   isl_dim_copy(map2->dim));
4890
4891         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
4892         if (!result)
4893                 goto error;
4894         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
4895                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
4896                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4897                             isl_basic_map_apply_range(
4898                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
4899                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
4900                         if (!result)
4901                                 goto error;
4902                 }
4903         isl_map_free(map1);
4904         isl_map_free(map2);
4905         if (result && result->n <= 1)
4906                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
4907         return result;
4908 error:
4909         isl_map_free(map1);
4910         isl_map_free(map2);
4911         return NULL;
4912 }
4913
4914 /*
4915  * returns range - domain
4916  */
4917 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
4918 {
4919         isl_dim *dims;
4920         struct isl_basic_set *bset;
4921         unsigned dim;
4922         unsigned nparam;
4923         int i;
4924
4925         if (!bmap)
4926                 goto error;
4927         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
4928         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
4929         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
4930         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4931         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4932         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
4933         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
4934         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
4935         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
4936         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4937                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
4938                                             (struct isl_basic_map *)bset);
4939                 if (j < 0)
4940                         goto error;
4941                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4942                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
4943                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
4944                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
4945         }
4946         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
4947 error:
4948         isl_basic_map_free(bmap);
4949         return NULL;
4950 }
4951
4952 /*
4953  * returns range - domain
4954  */
4955 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
4956 {
4957         int i;
4958         isl_dim *dim;
4959         struct isl_set *result;
4960
4961         if (!map)
4962                 return NULL;
4963
4964         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
4965         dim = isl_map_get_dim(map);
4966         dim = isl_dim_domain(dim);
4967         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, map->flags);
4968         if (!result)
4969                 goto error;
4970         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4971                 result = isl_set_add_basic_set(result,
4972                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4973         isl_map_free(map);
4974         return result;
4975 error:
4976         isl_map_free(map);
4977         return NULL;
4978 }
4979
4980 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
4981 {
4982         struct isl_basic_map *bmap;
4983         unsigned nparam;
4984         unsigned dim;
4985         int i;
4986
4987         if (!dims)
4988                 return NULL;
4989
4990         nparam = dims->nparam;
4991         dim = dims->n_out;
4992         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
4993         if (!bmap)
4994                 goto error;
4995
4996         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4997                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4998                 if (j < 0)
4999                         goto error;
5000                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5001                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5002                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5003         }
5004         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5005 error:
5006         isl_basic_map_free(bmap);
5007         return NULL;
5008 }
5009
5010 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5011 {
5012         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5013         if (!dim)
5014                 return NULL;
5015         return basic_map_identity(dim);
5016 }
5017
5018 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5019 {
5020         if (!model || !model->dim)
5021                 return NULL;
5022         isl_assert(model->ctx,
5023                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5024         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5025 }
5026
5027 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
5028 {
5029         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5030         return isl_map_add_basic_map(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
5031 }
5032
5033 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5034 {
5035         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5036         if (!dim)
5037                 return NULL;
5038         return map_identity(dim);
5039 }
5040
5041 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5042 {
5043         if (!model || !model->dim)
5044                 return NULL;
5045         isl_assert(model->ctx,
5046                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5047         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5048 }
5049
5050 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5051 {
5052         if (!model || !model->dim)
5053                 return NULL;
5054         isl_assert(model->ctx,
5055                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5056         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5057 }
5058
5059 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5060  * values.
5061  */
5062 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5063 {
5064         int i;
5065         unsigned nparam;
5066         unsigned dim;
5067         struct isl_basic_set *bset;
5068
5069         if (!dims)
5070                 return NULL;
5071         nparam = dims->nparam;
5072         dim = dims->n_out;
5073         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5074         if (!bset)
5075                 return NULL;
5076         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5077                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5078                 if (k < 0)
5079                         goto error;
5080                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5081                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5082         }
5083         return bset;
5084 error:
5085         isl_basic_set_free(bset);
5086         return NULL;
5087 }
5088
5089 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5090         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5091 {
5092         int i;
5093         isl_basic_set *nonneg = NULL;
5094         isl_basic_set *neg = NULL;
5095
5096         if (!set)
5097                 return NULL;
5098         if (n == 0)
5099                 return set;
5100
5101         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5102
5103         for (i = 0; i < n; ++i) {
5104                 int k;
5105
5106                 neg = NULL;
5107                 nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5108                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5109                 if (k < 0)
5110                         goto error;
5111                 isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5112                 isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], 1);
5113
5114                 neg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5115                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5116                 if (k < 0)
5117                         goto error;
5118                 isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5119                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5120                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], -1);
5121
5122                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5123         }
5124
5125         return set;
5126 error:
5127         isl_basic_set_free(nonneg);
5128         isl_basic_set_free(neg);
5129         isl_set_free(set);
5130         return NULL;
5131 }
5132
5133 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5134 {
5135         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5136 }
5137
5138 int isl_basic_map_is_subset(
5139                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5140 {
5141         int is_subset;
5142         struct isl_map *map1;
5143         struct isl_map *map2;
5144
5145         if (!bmap1 || !bmap2)
5146                 return -1;
5147
5148         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
5149         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
5150
5151         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5152
5153         isl_map_free(map1);
5154         isl_map_free(map2);
5155
5156         return is_subset;
5157 }
5158
5159 int isl_basic_map_is_equal(
5160                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5161 {
5162         int is_subset;
5163
5164         if (!bmap1 || !bmap2)
5165                 return -1;
5166         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5167         if (is_subset != 1)
5168                 return is_subset;
5169         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5170         return is_subset;
5171 }
5172
5173 int isl_basic_set_is_equal(
5174                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5175 {
5176         return isl_basic_map_is_equal(
5177                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
5178 }
5179
5180 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
5181 {
5182         int i;
5183         int is_empty;
5184
5185         if (!map)
5186                 return -1;
5187         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5188                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
5189                 if (is_empty < 0)
5190                         return -1;
5191                 if (!is_empty)
5192                         return 0;
5193         }
5194         return 1;
5195 }
5196
5197 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
5198 {
5199         return map ? map->n == 0 : -1;
5200 }
5201
5202 int isl_set_fast_is_empty(struct isl_set *set)
5203 {
5204         return set ? set->n == 0 : -1;
5205 }
5206
5207 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
5208 {
5209         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
5210 }
5211
5212 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5213 {
5214         int is_subset;
5215
5216         if (!map1 || !map2)
5217                 return -1;
5218         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5219         if (is_subset != 1)
5220                 return is_subset;
5221         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5222         return is_subset;
5223 }
5224
5225 int isl_basic_map_is_strict_subset(
5226                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5227 {
5228         int is_subset;
5229
5230         if (!bmap1 || !bmap2)
5231                 return -1;
5232         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5233         if (is_subset != 1)
5234                 return is_subset;
5235         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5236         if (is_subset == -1)
5237                 return is_subset;
5238         return !is_subset;
5239 }
5240
5241 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5242 {
5243         int is_subset;
5244
5245         if (!map1 || !map2)
5246                 return -1;
5247         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5248         if (is_subset != 1)
5249                 return is_subset;
5250         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5251         if (is_subset == -1)
5252                 return is_subset;
5253         return !is_subset;
5254 }
5255
5256 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
5257 {
5258         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
5259 }
5260
5261 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
5262 {
5263         if (!bmap)
5264                 return -1;
5265         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
5266 }
5267
5268 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
5269 {
5270         if (!bset)
5271                 return -1;
5272         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
5273 }
5274
5275 int isl_map_fast_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
5276 {
5277         if (!map)
5278                 return -1;
5279
5280         return map->n == 1 && isl_basic_map_is_universe(map->p[0]);
5281 }
5282
5283 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
5284 {
5285         return isl_map_fast_is_universe((isl_map *) set);
5286 }
5287
5288 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5289 {
5290         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5291         struct isl_vec *sample = NULL;
5292         int empty;
5293         unsigned total;
5294
5295         if (!bmap)
5296                 return -1;
5297
5298         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5299                 return 1;
5300
5301         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
5302                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
5303                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
5304                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5305                 isl_basic_map_free(copy);
5306                 return empty;
5307         }
5308
5309         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
5310         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
5311                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
5312                 if (contains < 0)
5313                         return -1;
5314                 if (contains)
5315                         return 0;
5316         }
5317         isl_vec_free(bmap->sample);
5318         bmap->sample = NULL;
5319         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
5320         if (!bset)
5321                 return -1;
5322         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
5323         if (!sample)
5324                 return -1;
5325         empty = sample->size == 0;
5326         isl_vec_free(bmap->sample);
5327         bmap->sample = sample;
5328         if (empty)
5329                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5330
5331         return empty;
5332 }
5333
5334 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5335 {
5336         if (!bmap)
5337                 return -1;
5338         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5339 }
5340
5341 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5342 {
5343         if (!bset)
5344                 return -1;
5345         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
5346 }
5347
5348 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5349 {
5350         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
5351 }
5352
5353 struct isl_map *isl_basic_map_union(
5354         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5355 {
5356         struct isl_map *map;
5357         if (!bmap1 || !bmap2)
5358                 return NULL;
5359
5360         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
5361
5362         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
5363         if (!map)
5364                 goto error;
5365         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
5366         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
5367         return map;
5368 error:
5369         isl_basic_map_free(bmap1);
5370         isl_basic_map_free(bmap2);
5371         return NULL;
5372 }
5373
5374 struct isl_set *isl_basic_set_union(
5375                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5376 {
5377         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
5378                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
5379                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
5380 }
5381
5382 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
5383 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5384 {
5385         int i;
5386         unsigned off;
5387
5388         if (!bmap)
5389                 return NULL;
5390
5391         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5392
5393         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5394                 int pos;
5395                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5396                         continue;
5397                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
5398                                                             bmap->n_div-i);
5399                 if (pos == -1)
5400                         continue;
5401                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
5402                 --i;
5403         }
5404         return bmap;
5405 }
5406
5407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
5408 {
5409         return (struct isl_basic_set *)
5410                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5411 }
5412
5413 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
5414 {
5415         int i;
5416
5417         if (!map)
5418                 return 0;
5419
5420         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5421                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
5422                 if (!map->p[i])
5423                         goto error;
5424         }
5425
5426         return map;
5427 error:
5428         isl_map_free(map);
5429         return NULL;
5430 }
5431
5432 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
5433  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
5434  *
5435  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
5436  * of the corresponding div in dst otherwise.
5437  */
5438 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
5439                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
5440 {
5441         int i;
5442
5443         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5444
5445         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
5446         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
5447                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
5448                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
5449                                                 dst->n_div - div) == -1)
5450                         return i;
5451         return -1;
5452 }
5453
5454 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
5455                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
5456 {
5457         int i;
5458         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5459
5460         if (!dst || !src)
5461                 goto error;
5462
5463         if (src->n_div == 0)
5464                 return dst;
5465
5466         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
5467                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
5468
5469         src = isl_basic_map_order_divs(src);
5470         dst = isl_basic_map_cow(dst);
5471         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
5472                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
5473         if (!dst)
5474                 return NULL;
5475         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
5476                 int j = find_div(dst, src, i);
5477                 if (j < 0) {
5478                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
5479                         if (j < 0)
5480                                 goto error;
5481                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
5482                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
5483                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
5484                                 goto error;
5485                 }
5486                 if (j != i)
5487                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
5488         }
5489         return dst;
5490 error:
5491         isl_basic_map_free(dst);
5492         return NULL;
5493 }
5494
5495 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
5496                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
5497 {
5498         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
5499                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
5500 }
5501
5502 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
5503 {
5504         int i;
5505
5506         if (!map)
5507                 return NULL;
5508         if (map->n == 0)
5509                 return map;
5510         map = isl_map_compute_divs(map);
5511         map = isl_map_cow(map);
5512         if (!map)
5513                 return NULL;
5514
5515         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5516                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
5517         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5518                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
5519
5520         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5521         return map;
5522 }
5523
5524 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
5525 {
5526         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
5527 }
5528
5529 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
5530 {
5531         if (!set || !map)
5532                 goto error;
5533         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
5534         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
5535         set = isl_map_range(map);
5536         return set;
5537 error:
5538         isl_set_free(set);
5539         isl_map_free(map);
5540         return NULL;
5541 }
5542
5543 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
5544  * the meaning of the set.
5545  */
5546 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
5547 {
5548         int i;
5549
5550         if (!map)
5551                 return NULL;
5552
5553         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5554                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5555                         continue;
5556                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5557                 if (i != map->n-1) {
5558                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5559                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5560                 }
5561                 map->n--;
5562         }
5563
5564         return map;
5565 }
5566
5567 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
5568 {
5569         return (struct isl_set *)
5570                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
5571 }
5572
5573 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
5574 {
5575         struct isl_basic_map *bmap;
5576         if (!map || map->n == 0)
5577                 return NULL;
5578         bmap = map->p[map->n-1];
5579         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
5580         return isl_basic_map_copy(bmap);
5581 }
5582
5583 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
5584 {
5585         return (struct isl_basic_set *)
5586                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
5587 }
5588
5589 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5590                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
5591 {
5592         int i;
5593
5594         if (!map || !bmap)
5595                 goto error;
5596         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5597                 if (map->p[i] != bmap)
5598                         continue;
5599                 map = isl_map_cow(map);
5600                 if (!map)
5601                         goto error;
5602                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5603                 if (i != map->n-1) {
5604                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
5605                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5606                 }
5607                 map->n--;
5608                 return map;
5609         }
5610         return map;
5611 error:
5612         isl_map_free(map);
5613         return NULL;
5614 }
5615
5616 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
5617                                                 struct isl_basic_set *bset)
5618 {
5619         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
5620                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
5621 }
5622
5623 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
5624  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
5625  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
5626  */
5627 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
5628         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
5629         int pos, isl_int *opt)
5630 {
5631         struct isl_dim *dims;
5632         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
5633         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
5634         struct isl_ctx *ctx;
5635         struct isl_vec *obj;
5636         unsigned total;
5637         unsigned nparam;
5638         unsigned dim1, dim2;
5639         enum isl_lp_result res;
5640
5641         if (!bset1 || !bset2)
5642                 return isl_lp_error;
5643
5644         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
5645         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
5646         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
5647         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
5648         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
5649         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
5650         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
5651         if (!bmap1 || !bmap2)
5652                 goto error;
5653         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
5654         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
5655                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
5656                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
5657         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
5658         if (!bmap1)
5659                 goto error;
5660         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
5661         ctx = bmap1->ctx;
5662         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
5663         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
5664         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
5665         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
5666         if (!obj)
5667                 goto error;
5668         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
5669                                         opt, NULL, NULL);
5670         isl_basic_map_free(bmap1);
5671         isl_vec_free(obj);
5672         return res;
5673 error:
5674         isl_basic_map_free(bmap1);
5675         isl_basic_map_free(bmap2);
5676         return isl_lp_error;
5677 }
5678
5679 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
5680  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5681  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
5682  * smaller or larger than those in bset2.
5683  *
5684  * Returns
5685  *       1 if bset1 follows bset2
5686  *      -1 if bset1 precedes bset2
5687  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
5688  *      -2 if some error occurred.
5689  */
5690 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
5691         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
5692 {
5693         isl_int opt;
5694         enum isl_lp_result res;
5695         int cmp;
5696
5697         isl_int_init(opt);
5698
5699         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5700
5701         if (res == isl_lp_empty)
5702                 cmp = 0;
5703         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5704                   res == isl_lp_unbounded)
5705                 cmp = 1;
5706         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5707                 cmp = -1;
5708         else
5709                 cmp = -2;
5710
5711         isl_int_clear(opt);
5712         return cmp;
5713 }
5714
5715 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
5716  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5717  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
5718  * than a value of the same dimension in bset2.
5719  *
5720  * Return
5721  *       1 if there exists such a pair
5722  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5723  *      -1 otherwise
5724  *      -2 if some error occurred.
5725  */
5726 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
5727         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
5728 {
5729         isl_int opt;
5730         enum isl_lp_result res;
5731         int cmp;
5732
5733         isl_int_init(opt);
5734
5735         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5736
5737         if (res == isl_lp_empty)
5738                 cmp = -1;
5739         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5740                   res == isl_lp_unbounded)
5741                 cmp = 1;
5742         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5743                 cmp = -1;
5744         else if (res == isl_lp_ok)
5745                 cmp = 0;
5746         else
5747                 cmp = -2;
5748
5749         isl_int_clear(opt);
5750         return cmp;
5751 }
5752
5753 /* Given two sets set1 and set2, check whether
5754  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5755  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
5756  * than a value of the same dimension in set2.
5757  *
5758  * Return
5759  *       1 if there exists such a pair
5760  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5761  *      -1 otherwise
5762  *      -2 if some error occurred.
5763  */
5764 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
5765         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
5766 {
5767         int i, j;
5768         int follows = -1;
5769
5770         if (!set1 || !set2)
5771                 return -2;
5772
5773         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
5774                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
5775                         int f;
5776                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
5777                         if (f == 1 || f == -2)
5778                                 return f;
5779                         if (f > follows)
5780                                 follows = f;
5781                 }
5782
5783         return follows;
5784 }
5785
5786 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
5787         unsigned pos, isl_int *val)
5788 {
5789         int i;
5790         int d;
5791         unsigned total;
5792
5793         if (!bmap)
5794                 return -1;
5795         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5796         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
5797                 for (; d+1 > pos; --d)
5798                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
5799                                 break;
5800                 if (d != pos)
5801                         continue;
5802                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
5803                         return 0;
5804                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
5805                         return 0;
5806                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
5807                         return 0;
5808                 if (val)
5809                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
5810                 return 1;
5811         }
5812         return 0;
5813 }
5814
5815 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
5816         unsigned pos, isl_int *val)
5817 {
5818         int i;
5819         isl_int v;
5820         isl_int tmp;
5821         int fixed;
5822
5823         if (!map)
5824                 return -1;
5825         if (map->n == 0)
5826                 return 0;
5827         if (map->n == 1)
5828                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
5829         isl_int_init(v);
5830         isl_int_init(tmp);
5831         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
5832         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
5833                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
5834                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5835                         fixed = 0;
5836         }
5837         if (val)
5838                 isl_int_set(*val, v);
5839         isl_int_clear(tmp);
5840         isl_int_clear(v);
5841         return fixed;
5842 }
5843
5844 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
5845         unsigned pos, isl_int *val)
5846 {
5847         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
5848                                                 pos, val);
5849 }
5850
5851 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
5852         isl_int *val)
5853 {
5854         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
5855 }
5856
5857 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
5858         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5859 {
5860         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5861                 return -1;
5862         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
5863                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
5864 }
5865
5866 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
5867         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5868 {
5869         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5870                 return -1;
5871         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
5872                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
5873 }
5874
5875 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5876  * then return this fixed value in *val.
5877  */
5878 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
5879         isl_int *val)
5880 {
5881         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
5882                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
5883 }
5884
5885 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5886  * then return this fixed value in *val.
5887  */
5888 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
5889 {
5890         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
5891 }
5892
5893 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
5894  * then return this fixed value in *val.
5895  */
5896 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
5897 {
5898         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
5899 }
5900
5901 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
5902  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
5903  */
5904 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
5905         unsigned dim, isl_int *val)
5906 {
5907         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
5908         isl_int *c;
5909         unsigned total;
5910         unsigned nparam;
5911
5912         if (!bset)
5913                 return -1;
5914         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5915         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5916         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5917                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
5918                         continue;
5919                 if (i_eq != -1)
5920                         return 0;
5921                 i_eq = i;
5922         }
5923         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5924                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
5925                         continue;
5926                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
5927                         return 0;
5928                 i_ineq = i;
5929         }
5930         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
5931                 return 0;
5932         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
5933         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
5934         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
5935                 return 0;
5936         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
5937                 return 0;
5938         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
5939                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
5940                 return 0;
5941         if (val)
5942                 isl_int_neg(*val, c[0]);
5943         return 1;
5944 }
5945
5946 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
5947         unsigned dim, isl_int *val)
5948 {
5949         int i;
5950         isl_int v;
5951         isl_int tmp;
5952         int fixed;
5953
5954         if (!set)
5955                 return -1;
5956         if (set->n == 0)
5957                 return 0;
5958         if (set->n == 1)
5959                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5960                                                                 dim, val);
5961         isl_int_init(v);
5962         isl_int_init(tmp);
5963         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5964                                                                 dim, &v);
5965         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
5966                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
5967                                                                 dim, &tmp);
5968                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5969                         fixed = 0;
5970         }
5971         if (val)
5972                 isl_int_set(*val, v);
5973         isl_int_clear(tmp);
5974         isl_int_clear(v);
5975         return fixed;
5976 }
5977
5978 struct constraint {
5979         unsigned        size;
5980         isl_int         *c;
5981 };
5982
5983 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
5984 {
5985         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
5986         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
5987         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
5988         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
5989 }
5990
5991 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
5992         struct isl_basic_map *bmap)
5993 {
5994         int i;
5995         struct constraint *c;
5996         unsigned total;
5997
5998         if (!bmap)
5999                 return NULL;
6000         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6001         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6002         if (!c)
6003                 goto error;
6004         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6005                 c[i].size = total;
6006                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6007         }
6008         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6009         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
6010                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
6011         free(c);
6012         return bmap;
6013 error:
6014         isl_basic_map_free(bmap);
6015         return NULL;
6016 }
6017
6018 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
6019         __isl_take isl_basic_set *bset)
6020 {
6021         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
6022                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6023 }
6024
6025 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
6026 {
6027         if (!bmap)
6028                 return NULL;
6029         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
6030                 return bmap;
6031         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
6032         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
6033         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
6034         return bmap;
6035 }
6036
6037 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
6038 {
6039         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
6040                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6041 }
6042
6043 static int isl_basic_map_fast_cmp(const struct isl_basic_map *bmap1,
6044         const struct isl_basic_map *bmap2)
6045 {
6046         int i, cmp;
6047         unsigned total;
6048
6049         if (bmap1 == bmap2)
6050                 return 0;
6051         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
6052                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
6053         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
6054                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6055         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
6056                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6057         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
6058             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6059                 return 0;
6060         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6061                 return 1;
6062         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6063                 return -1;
6064         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
6065                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
6066         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
6067                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
6068         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
6069                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
6070         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6071         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
6072                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
6073                 if (cmp)
6074                         return cmp;
6075         }
6076         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
6077                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
6078                 if (cmp)
6079                         return cmp;
6080         }
6081         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
6082                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
6083                 if (cmp)
6084                         return cmp;
6085         }
6086         return 0;
6087 }
6088
6089 static int isl_basic_map_fast_is_equal(struct isl_basic_map *bmap1,
6090         struct isl_basic_map *bmap2)
6091 {
6092         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
6093 }
6094
6095 int isl_basic_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6096         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6097 {
6098         return isl_basic_map_fast_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
6099                                             (isl_basic_map *)bset2);
6100 }
6101
6102 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
6103 {
6104         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
6105         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
6106
6107         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
6108 }
6109
6110 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
6111  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
6112  * meaning of any possible other copies of map.
6113  */
6114 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
6115 {
6116         int i, j;
6117         struct isl_basic_map *bmap;
6118
6119         if (!map)
6120                 return NULL;
6121         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
6122                 return map;
6123         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6124                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6125                 if (!bmap)
6126                         goto error;
6127                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6128                 map->p[i] = bmap;
6129         }
6130         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
6131         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6132         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
6133         if (!map)
6134                 return NULL;
6135         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
6136                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
6137                         continue;
6138                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
6139                 for (j = i; j < map->n; ++j)
6140                         map->p[j-1] = map->p[j];
6141                 map->n--;
6142         }
6143         return map;
6144 error:
6145         isl_map_free(map);
6146         return NULL;
6147
6148 }
6149
6150 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
6151 {
6152         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
6153 }
6154
6155 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6156 {
6157         int i;
6158         int equal;
6159
6160         if (!map1 || !map2)
6161                 return -1;
6162
6163         if (map1 == map2)
6164                 return 1;
6165         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
6166                 return 0;
6167
6168         map1 = isl_map_copy(map1);
6169         map2 = isl_map_copy(map2);
6170         map1 = isl_map_normalize(map1);
6171         map2 = isl_map_normalize(map2);
6172         if (!map1 || !map2)
6173                 goto error;
6174         equal = map1->n == map2->n;
6175         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
6176                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
6177                 if (equal < 0)
6178                         goto error;
6179         }
6180         isl_map_free(map1);
6181         isl_map_free(map2);
6182         return equal;
6183 error:
6184         isl_map_free(map1);
6185         isl_map_free(map2);
6186         return -1;
6187 }
6188
6189 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6190 {
6191         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
6192                                                 (struct isl_map *)set2);
6193 }
6194
6195 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
6196  */
6197 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
6198         isl_int min, isl_int max)
6199 {
6200         int k;
6201         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6202
6203         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
6204         if (!bset)
6205                 goto error;
6206
6207         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6208         if (k < 0)
6209                 goto error;
6210         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
6211         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
6212
6213         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6214         if (k < 0)
6215                 goto error;
6216         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
6217         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
6218
6219         return bset;
6220 error:
6221         isl_basic_set_free(bset);
6222         return NULL;
6223 }
6224
6225 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
6226  */
6227 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
6228 {
6229         int i;
6230         unsigned dim;
6231         unsigned nparam;
6232         unsigned extra;
6233         unsigned n_eq;
6234         unsigned n_ineq;
6235         struct isl_basic_set *product = NULL;
6236
6237         if (!list)
6238                 goto error;
6239         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
6240         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
6241         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
6242         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
6243         extra = list->p[0]->n_div;
6244         n_eq = list->p[0]->n_eq;
6245         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
6246         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
6247                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
6248                 isl_assert(list->ctx,
6249                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
6250                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6251                 extra += list->p[i]->n_div;
6252                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
6253                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
6254         }
6255         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
6256                                         n_eq, n_ineq);
6257         if (!product)
6258                 goto error;
6259         dim = 0;
6260         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
6261                 isl_basic_set_add_constraints(product,
6262                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
6263                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6264         }
6265         isl_basic_set_list_free(list);
6266         return product;
6267 error:
6268         isl_basic_set_free(product);
6269         isl_basic_set_list_free(list);
6270         return NULL;
6271 }
6272
6273 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
6274                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6275 {
6276         struct isl_dim *dim_result = NULL;
6277         struct isl_basic_map *bmap;
6278         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
6279         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
6280
6281         if (!bmap1 || !bmap2)
6282                 goto error;
6283
6284         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
6285                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
6286         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
6287                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
6288
6289         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
6290         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
6291         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
6292         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
6293         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
6294
6295         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
6296         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6297         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6298         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6299         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6300         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
6301         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
6302         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
6303         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
6304         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
6305         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
6306
6307         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
6308                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
6309                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
6310                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
6311         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
6312         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
6313         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6314         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6315 error:
6316         isl_basic_map_free(bmap1);
6317         isl_basic_map_free(bmap2);
6318         return NULL;
6319 }
6320
6321 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
6322  */
6323 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6324 {
6325         unsigned flags = 0;
6326         struct isl_map *result;
6327         int i, j;
6328
6329         if (!map1 || !map2)
6330                 goto error;
6331
6332         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
6333                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
6334
6335         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6336             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6337                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6338
6339         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
6340                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
6341                                 map1->n * map2->n, flags);
6342         if (!result)
6343                 goto error;
6344         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6345                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6346                         struct isl_basic_map *part;
6347                         part = isl_basic_map_product(
6348                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6349                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
6350                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
6351                                 isl_basic_map_free(part);
6352                         else
6353                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
6354                         if (!result)
6355                                 goto error;
6356                 }
6357         isl_map_free(map1);
6358         isl_map_free(map2);
6359         return result;
6360 error:
6361         isl_map_free(map1);
6362         isl_map_free(map2);
6363         return NULL;
6364 }
6365
6366 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
6367  */
6368 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6369 {
6370         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
6371                                                  (struct isl_map *)set2);
6372 }
6373
6374 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
6375 {
6376         int i;
6377         uint32_t hash = isl_hash_init();
6378         unsigned total;
6379
6380         if (!bset)
6381                 return 0;
6382         bset = isl_basic_set_copy(bset);
6383         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
6384         if (!bset)
6385                 return 0;
6386         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6387         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
6388         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6389                 uint32_t c_hash;
6390                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
6391                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6392         }
6393         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
6394         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6395                 uint32_t c_hash;
6396                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
6397                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6398         }
6399         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
6400         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
6401                 uint32_t c_hash;
6402                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
6403                         continue;
6404                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
6405                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
6406                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6407         }
6408         isl_basic_set_free(bset);
6409         return hash;
6410 }
6411
6412 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
6413 {
6414         int i;
6415         uint32_t hash;
6416
6417         if (!set)
6418                 return 0;
6419         set = isl_set_copy(set);
6420         set = isl_set_normalize(set);
6421         if (!set)
6422                 return 0;
6423
6424         hash = isl_hash_init();
6425         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6426                 uint32_t bset_hash;
6427                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
6428                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
6429         }
6430
6431         isl_set_free(set);
6432
6433         return hash;
6434 }
6435
6436 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6437  * by the values of the other parameters and variables.
6438  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
6439  */
6440 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
6441 {
6442         int i;
6443         unsigned nparam;
6444
6445         if (!bset)
6446                 return -1;
6447         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6448         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
6449                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
6450                         return 1;
6451         return 0;
6452 }
6453
6454 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6455  * by the values of the other parameters and variables.
6456  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
6457  * for each of the subsets.
6458  */
6459 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
6460 {
6461         int i;
6462
6463         if (!set)
6464                 return -1;
6465         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6466                 int unique;
6467                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
6468                 if (unique != 1)
6469                         return unique;
6470         }
6471         return 1;
6472 }
6473
6474 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
6475         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
6476 {
6477         int i;
6478
6479         if (!map)
6480                 return -1;
6481
6482         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6483                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
6484                         return -1;
6485
6486         return 0;
6487 }
6488
6489 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
6490         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
6491 {
6492         int i;
6493
6494         if (!set)
6495                 return -1;
6496
6497         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6498                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
6499                         return -1;
6500
6501         return 0;
6502 }
6503
6504 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
6505 {
6506         struct isl_dim *dim;
6507
6508         if (!bset)
6509                 return NULL;
6510
6511         if (bset->n_div == 0)
6512                 return bset;
6513
6514         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6515         if (!bset)
6516                 return NULL;
6517
6518         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
6519         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, bset->n_div);
6520         if (!dim)
6521                 goto error;
6522         isl_dim_free(bset->dim);
6523         bset->dim = dim;
6524         bset->n_div = 0;
6525
6526         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6527
6528         return bset;
6529 error:
6530         isl_basic_set_free(bset);
6531         return NULL;
6532 }
6533
6534 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
6535 {
6536         int i;
6537         struct isl_dim *dim;
6538         unsigned n_div;
6539
6540         set = isl_set_align_divs(set);
6541
6542         if (!set)
6543                 return NULL;
6544         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0)
6545                 return set;
6546
6547         set = isl_set_cow(set);
6548         if (!set)
6549                 return NULL;
6550
6551         n_div = set->p[0]->n_div;
6552         dim = isl_set_get_dim(set);
6553         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, n_div);
6554         if (!dim)
6555                 goto error;
6556         isl_dim_free(set->dim);
6557         set->dim = dim;
6558
6559         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6560                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
6561                 if (!set->p[i])
6562                         goto error;
6563         }
6564
6565         return set;
6566 error:
6567         isl_set_free(set);
6568         return NULL;
6569 }
6570
6571 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
6572 {
6573         struct isl_dim *dim;
6574         struct isl_basic_map *bmap;
6575         unsigned n_set;
6576         unsigned n_div;
6577         unsigned n_param;
6578         unsigned total;
6579         int i, k, l;
6580
6581         set = isl_set_align_divs(set);
6582
6583         if (!set)
6584                 return NULL;
6585
6586         dim = isl_set_get_dim(set);
6587         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
6588                 isl_set_free(set);
6589                 return isl_map_identity(dim);
6590         }
6591
6592         n_div = set->p[0]->n_div;
6593         dim = isl_dim_map(dim);
6594         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
6595         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
6596         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
6597         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
6598         for (i = 0; i < n_set; ++i)
6599                 bmap = var_equal(bmap, i);
6600
6601         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
6602         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6603                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6604                 if (k < 0)
6605                         goto error;
6606                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
6607                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
6608                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
6609                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
6610                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
6611                             set->p[0]->div[i][0]);
6612
6613                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6614                 if (l < 0)
6615                         goto error;
6616                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
6617                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
6618                             set->p[0]->div[i][0]);
6619                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
6620         }
6621
6622         isl_set_free(set);
6623         return isl_map_from_basic_map(bmap);
6624 error:
6625         isl_set_free(set);
6626         isl_basic_map_free(bmap);
6627         return NULL;
6628 }
6629
6630 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6631 {
6632         unsigned dim;
6633         int size = 0;
6634
6635         if (!bset)
6636                 return -1;
6637
6638         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
6639         size += bset->n_eq * (1 + dim);
6640         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
6641         size += bset->n_div * (2 + dim);
6642
6643         return size;
6644 }
6645
6646 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
6647 {
6648         int i;
6649         int size = 0;
6650
6651         if (!set)
6652                 return -1;
6653
6654         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6655                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
6656
6657         return size;
6658 }
6659
6660 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6661         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6662 {
6663         int i;
6664         int lower, upper;
6665
6666         if (!bmap)
6667                 return -1;
6668
6669         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
6670
6671         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
6672
6673         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
6674                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
6675                         return 1;
6676
6677         lower = upper = 0;
6678         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6679                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
6680                 if (sgn > 0)
6681                         lower = 1;
6682                 if (sgn < 0)
6683                         upper = 1;
6684         }
6685
6686         return lower && upper;
6687 }
6688
6689 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
6690         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6691 {
6692         int i;
6693
6694         if (!map)
6695                 return -1;
6696
6697         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6698                 int bounded;
6699                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
6700                 if (bounded < 0 || !bounded)
6701                         return bounded;
6702         }
6703
6704         return 1;
6705 }
6706
6707 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
6708  * and a lower bound.
6709  */
6710 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
6711         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6712 {
6713         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
6714 }
6715
6716 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
6717  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
6718  * elements of the array "signs".
6719  * Sign
6720  *      1 means that the variable is non-negative
6721  *      -1 means that the variable is non-positive
6722  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
6723  */
6724 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6725         unsigned first, unsigned n, int *signs)
6726 {
6727         isl_vec *bound = NULL;
6728         struct isl_tab *tab = NULL;
6729         struct isl_tab_undo *snap;
6730         int i;
6731
6732         if (!bset || !signs)
6733                 return -1;
6734
6735         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6736         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
6737         if (!bound || !tab)
6738                 goto error;
6739
6740         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
6741         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
6742
6743         snap = isl_tab_snap(tab);
6744         for (i = 0; i < n; ++i) {
6745                 int empty;
6746
6747                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
6748                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6749                         goto error;
6750                 empty = tab->empty;
6751                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6752                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6753                         goto error;
6754
6755                 if (empty) {
6756                         signs[i] = 1;
6757                         continue;
6758                 }
6759
6760                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
6761                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6762                         goto error;
6763                 empty = tab->empty;
6764                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6765                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6766                         goto error;
6767
6768                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
6769         }
6770
6771         isl_tab_free(tab);
6772         isl_vec_free(bound);
6773         return 0;
6774 error:
6775         isl_tab_free(tab);
6776         isl_vec_free(bound);
6777         return -1;
6778 }
6779
6780 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6781         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
6782 {
6783         if (!bset || !signs)
6784                 return -1;
6785         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
6786                 return -1);
6787
6788         first += pos(bset->dim, type) - 1;
6789         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
6790 }
6791
6792 /* Check if the given map is single-valued.
6793  * We simply compute
6794  *
6795  *      M \circ M^-1
6796  *
6797  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
6798  */
6799 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
6800 {
6801         isl_map *test;
6802         isl_map *id;
6803         int sv;
6804
6805         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
6806         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
6807
6808         id = isl_map_identity(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
6809
6810         sv = isl_map_is_subset(test, id);
6811
6812         isl_map_free(test);
6813         isl_map_free(id);
6814
6815         return sv;
6816 }
6817
6818 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
6819 {
6820         int sv;
6821
6822         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6823         if (sv < 0 || !sv)
6824                 return sv;
6825
6826         map = isl_map_copy(map);
6827         map = isl_map_reverse(map);
6828         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6829         isl_map_free(map);
6830
6831         return sv;
6832 }
6833
6834 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
6835 {
6836         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
6837 }
6838
6839 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
6840 {
6841         int ok;
6842         isl_set *delta;
6843
6844         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
6845         ok = isl_set_is_singleton(delta);
6846         isl_set_free(delta);
6847
6848         return ok;
6849 }
6850
6851 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
6852 {
6853         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
6854                 return 0;
6855         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
6856                 return 0;
6857         return 1;
6858 }
6859
6860 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6861 {
6862         int i, j;
6863         unsigned nvar;
6864         unsigned ovar;
6865
6866         if (!bset)
6867                 return -1;
6868
6869         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
6870                 return 0;
6871
6872         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6873         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
6874         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
6875                 int lower = 0, upper = 0;
6876                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6877                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
6878                                 continue;
6879                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6880                                 return 0;
6881                         break;
6882                 }
6883                 if (i < bset->n_eq)
6884                         continue;
6885                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6886                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6887                                 continue;
6888                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6889                                 return 0;
6890                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6891                                 lower = 1;
6892                         else
6893                                 upper = 1;
6894                 }
6895                 if (!lower || !upper)
6896                         return 0;
6897         }
6898
6899         return 1;
6900 }
6901
6902 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
6903 {
6904         if (!set)
6905                 return -1;
6906         if (set->n != 1)
6907                 return 0;
6908
6909         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
6910 }