isl_map.c

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