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 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1276 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1277         unsigned first, unsigned n)
1278 {
1279         return isl_map_remove(map, isl_dim_in, first, n);
1280 }
1281
1282 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1283 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(struct isl_basic_set *bset,
1284         unsigned first, unsigned n)
1285 {
1286         unsigned nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1287         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, nparam + first, n);
1288         bset = isl_basic_set_drop_dims(bset, first, n);
1289         return bset;
1290 }
1291
1292 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1293                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1294 {
1295         const char *name;
1296         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1297         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1298         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1299         if (!pos)
1300                 isl_int_print(out, c, 0);
1301         else {
1302                 if (!isl_int_is_one(c))
1303                         isl_int_print(out, c, 0);
1304                 if (pos < 1 + nparam) {
1305                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1306                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1307                         if (name)
1308                                 fprintf(out, "%s", name);
1309                         else
1310                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1311                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1312                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1313                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1314                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1315                 else
1316                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1317         }
1318 }
1319
1320 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1321                                 int sign, FILE *out)
1322 {
1323         int i;
1324         int first;
1325         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1326         isl_int v;
1327
1328         isl_int_init(v);
1329         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1330                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1331                         continue;
1332                 if (!first)
1333                         fprintf(out, " + ");
1334                 first = 0;
1335                 isl_int_abs(v, c[i]);
1336                 dump_term(bmap, v, i, out);
1337         }
1338         isl_int_clear(v);
1339         if (first)
1340                 fprintf(out, "0");
1341 }
1342
1343 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1344                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1345 {
1346         int i;
1347
1348         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1349
1350         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1351         fprintf(out, " %s ", op);
1352         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1353
1354         fprintf(out, "\n");
1355
1356         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1357                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1358                         continue;
1359                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1360                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1361                 abort();
1362         }
1363 }
1364
1365 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1366                                 isl_int **c, unsigned n,
1367                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1368 {
1369         int i;
1370
1371         for (i = 0; i < n; ++i)
1372                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1373 }
1374
1375 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1376 {
1377         int j;
1378         int first = 1;
1379         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1380
1381         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1382                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1383                         continue;
1384                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1385                         fprintf(out, "+");
1386                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1387                 first = 0;
1388         }
1389 }
1390
1391 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1392 {
1393         int i;
1394
1395         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1396         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1397
1398         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1399                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1400                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1401                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1402                 fprintf(out, ")/");
1403                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1404                 fprintf(out, "]\n");
1405         }
1406 }
1407
1408 void isl_basic_set_dump(struct isl_basic_set *bset, FILE *out, int indent)
1409 {
1410         if (!bset) {
1411                 fprintf(out, "null basic set\n");
1412                 return;
1413         }
1414
1415         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1416         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1417                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1418                         bset->extra, bset->flags);
1419         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1420 }
1421
1422 void isl_basic_map_dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1423 {
1424         if (!bmap) {
1425                 fprintf(out, "null basic map\n");
1426                 return;
1427         }
1428
1429         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1430         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1431                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1432                 bmap->ref,
1433                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1434                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1435         dump(bmap, out, indent);
1436 }
1437
1438 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1439 {
1440         unsigned total;
1441         if (!bmap)
1442                 return -1;
1443         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1444         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1445         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1446         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1447         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1448         return 0;
1449 }
1450
1451 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1452 {
1453         struct isl_set *set;
1454
1455         if (!dim)
1456                 return NULL;
1457         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
1458         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
1459         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1460                         sizeof(struct isl_set) +
1461                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1462         if (!set)
1463                 goto error;
1464
1465         set->ctx = dim->ctx;
1466         isl_ctx_ref(set->ctx);
1467         set->ref = 1;
1468         set->size = n;
1469         set->n = 0;
1470         set->dim = dim;
1471         set->flags = flags;
1472         return set;
1473 error:
1474         isl_dim_free(dim);
1475         return NULL;
1476 }
1477
1478 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1479                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1480 {
1481         struct isl_set *set;
1482         struct isl_dim *dims;
1483
1484         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1485         if (!dims)
1486                 return NULL;
1487
1488         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1489         return set;
1490 }
1491
1492 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1493  */
1494 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1495 {
1496         int i;
1497         struct isl_map *grown = NULL;
1498
1499         if (!map)
1500                 return NULL;
1501         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1502         if (map->n + n <= map->size)
1503                 return map;
1504         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1505         if (!grown)
1506                 goto error;
1507         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1508                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1509                 if (!grown->p[i])
1510                         goto error;
1511                 grown->n++;
1512         }
1513         isl_map_free(map);
1514         return grown;
1515 error:
1516         isl_map_free(grown);
1517         isl_map_free(map);
1518         return NULL;
1519 }
1520
1521 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1522  */
1523 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1524 {
1525         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1526 }
1527
1528 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1529 {
1530         int i;
1531         struct isl_set *dup;
1532
1533         if (!set)
1534                 return NULL;
1535
1536         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1537         if (!dup)
1538                 return NULL;
1539         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1540                 dup = isl_set_add(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1541         return dup;
1542 }
1543
1544 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1545 {
1546         struct isl_set *set;
1547
1548         if (!bset)
1549                 return NULL;
1550
1551         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1552         if (!set) {
1553                 isl_basic_set_free(bset);
1554                 return NULL;
1555         }
1556         return isl_set_add(set, bset);
1557 }
1558
1559 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1560 {
1561         struct isl_map *map;
1562
1563         if (!bmap)
1564                 return NULL;
1565
1566         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1567         if (!map) {
1568                 isl_basic_map_free(bmap);
1569                 return NULL;
1570         }
1571         return isl_map_add(map, bmap);
1572 }
1573
1574 struct isl_set *isl_set_add(struct isl_set *set, struct isl_basic_set *bset)
1575 {
1576         return (struct isl_set *)isl_map_add((struct isl_map *)set,
1577                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1578 }
1579
1580 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1581 {
1582         int i;
1583
1584         if (!set)
1585                 return;
1586
1587         if (--set->ref > 0)
1588                 return;
1589
1590         isl_ctx_deref(set->ctx);
1591         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1592                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1593         isl_dim_free(set->dim);
1594         free(set);
1595 }
1596
1597 void isl_set_dump(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1598 {
1599         int i;
1600
1601         if (!set) {
1602                 fprintf(out, "null set\n");
1603                 return;
1604         }
1605
1606         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1607         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
1608                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
1609                         set->flags);
1610         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1611                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1612                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1613                 isl_basic_set_dump(set->p[i], out, indent+4);
1614         }
1615 }
1616
1617 void isl_map_dump(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
1618 {
1619         int i;
1620
1621         if (!map) {
1622                 fprintf(out, "null map\n");
1623                 return;
1624         }
1625
1626         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1627         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
1628                      "flags: %x, n_name: %d\n",
1629                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
1630                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
1631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1632                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1633                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1634                 isl_basic_map_dump(map->p[i], out, indent+4);
1635         }
1636 }
1637
1638 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1639                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1640 {
1641         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1642         struct isl_dim *dim;
1643
1644         if (!bmap || !bset)
1645                 goto error;
1646
1647         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1648                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1649
1650         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1651                 isl_assert(bset->ctx,
1652                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
1653
1654         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1655         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1656                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1657         if (!bmap)
1658                 goto error;
1659         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
1660         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1661         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
1662
1663         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1665 error:
1666         isl_basic_map_free(bmap);
1667         isl_basic_set_free(bset);
1668         return NULL;
1669 }
1670
1671 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1672                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1673 {
1674         struct isl_basic_map *bmap_range;
1675
1676         if (!bmap || !bset)
1677                 goto error;
1678
1679         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1680                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1681
1682         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1683                 isl_assert(bset->ctx,
1684                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
1685
1686         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1687         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1688                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1689         if (!bmap)
1690                 goto error;
1691         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
1692         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
1693
1694         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1695         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1696 error:
1697         isl_basic_map_free(bmap);
1698         isl_basic_set_free(bset);
1699         return NULL;
1700 }
1701
1702 static int basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
1703 {
1704         int i;
1705         unsigned total;
1706         isl_int s;
1707
1708         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1709         if (total != vec->size)
1710                 return -1;
1711
1712         isl_int_init(s);
1713
1714         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1715                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
1716                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
1717                         isl_int_clear(s);
1718                         return 0;
1719                 }
1720         }
1721
1722         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1723                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
1724                 if (isl_int_is_neg(s)) {
1725                         isl_int_clear(s);
1726                         return 0;
1727                 }
1728         }
1729
1730         isl_int_clear(s);
1731
1732         return 1;
1733 }
1734
1735 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
1736 {
1737         return basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
1738 }
1739
1740 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1741                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1742 {
1743         struct isl_vec *sample = NULL;
1744
1745         if (!bmap1 || !bmap2)
1746                 goto error;
1747
1748         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
1749                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
1750         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
1751                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
1752             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1753                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1754                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
1755
1756         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1757                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1758                 isl_assert(bmap1->ctx,
1759                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
1760
1761         if (bmap1->sample &&
1762             basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
1763             basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
1764                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
1765         else if (bmap2->sample &&
1766             basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
1767             basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
1768                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
1769
1770         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
1771         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
1772                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1773         if (!bmap1)
1774                 goto error;
1775         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
1776
1777         if (sample) {
1778                 isl_vec_free(bmap1->sample);
1779                 bmap1->sample = sample;
1780         }
1781
1782         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
1783         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
1784 error:
1785         if (sample)
1786                 isl_vec_free(sample);
1787         isl_basic_map_free(bmap1);
1788         isl_basic_map_free(bmap2);
1789         return NULL;
1790 }
1791
1792 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1793                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
1794 {
1795         return (struct isl_basic_set *)
1796                 isl_basic_map_intersect(
1797                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1798                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1799 }
1800
1801 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
1802 {
1803         unsigned flags = 0;
1804         struct isl_map *result;
1805         int i, j;
1806
1807         if (!map1 || !map2)
1808                 goto error;
1809
1810         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
1811                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
1812         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
1813                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
1814             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
1815                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1816
1817         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
1818                 isl_assert(map1->ctx,
1819                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
1820
1821         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
1822             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
1823                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
1824
1825         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
1826                                 map1->n * map2->n, flags);
1827         if (!result)
1828                 goto error;
1829         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
1830                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
1831                         struct isl_basic_map *part;
1832                         part = isl_basic_map_intersect(
1833                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
1834                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
1835                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
1836                                 isl_basic_map_free(part);
1837                         else
1838                                 result = isl_map_add(result, part);
1839                         if (!result)
1840                                 goto error;
1841                 }
1842         isl_map_free(map1);
1843         isl_map_free(map2);
1844         return result;
1845 error:
1846         isl_map_free(map1);
1847         isl_map_free(map2);
1848         return NULL;
1849 }
1850
1851 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
1852 {
1853         return (struct isl_set *)
1854                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
1855                                   (struct isl_map *)set2);
1856 }
1857
1858 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
1859 {
1860         struct isl_dim *dim;
1861         struct isl_basic_set *bset;
1862         unsigned in;
1863
1864         if (!bmap)
1865                 return NULL;
1866         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1867         if (!bmap)
1868                 return NULL;
1869         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
1870         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1871         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
1872         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
1873         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1874 }
1875
1876 /* Turn final n dimensions into existentially quantified variables.
1877  */
1878 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
1879                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1880 {
1881         int i;
1882         size_t row_size;
1883         isl_int **new_div;
1884         isl_int *old;
1885
1886         if (!bset)
1887                 return NULL;
1888
1889         isl_assert(bset->ctx, type == isl_dim_set, goto error);
1890         isl_assert(bset->ctx, first + n == isl_basic_set_n_dim(bset), goto error);
1891
1892         if (n == 0)
1893                 return bset;
1894
1895         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_RATIONAL))
1896                 return isl_basic_set_remove(bset, type, first, n);
1897
1898         bset = isl_basic_set_cow(bset);
1899
1900         row_size = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
1901         old = bset->block2.data;
1902         bset->block2 = isl_blk_extend(bset->ctx, bset->block2,
1903                                         (bset->extra + n) * (1 + row_size));
1904         if (!bset->block2.data)
1905                 goto error;
1906         new_div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, bset->extra + n);
1907         if (!new_div)
1908                 goto error;
1909         for (i = 0; i < n; ++i) {
1910                 new_div[i] = bset->block2.data +
1911                                 (bset->extra + i) * (1 + row_size);
1912                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
1913         }
1914         for (i = 0; i < bset->extra; ++i)
1915                 new_div[n + i] = bset->block2.data + (bset->div[i] - old);
1916         free(bset->div);
1917         bset->div = new_div;
1918         bset->n_div += n;
1919         bset->extra += n;
1920         bset->dim = isl_dim_drop_outputs(bset->dim,
1921                                             isl_basic_set_n_dim(bset) - n, n);
1922         if (!bset->dim)
1923                 goto error;
1924         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
1925         bset = isl_basic_set_drop_redundant_divs(bset);
1926         return isl_basic_set_finalize(bset);
1927 error:
1928         isl_basic_set_free(bset);
1929         return NULL;
1930 }
1931
1932 /* Turn final n dimensions into existentially quantified variables.
1933  */
1934 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1935                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1936 {
1937         int i;
1938
1939         if (!set)
1940                 return NULL;
1941
1942         isl_assert(set->ctx, type == isl_dim_set, goto error);
1943         isl_assert(set->ctx, first + n == isl_set_n_dim(set), goto error);
1944
1945         if (n == 0)
1946                 return set;
1947
1948         set = isl_set_cow(set);
1949         if (!set)
1950                 goto error;
1951         set->dim = isl_dim_drop_outputs(set->dim, first, n);
1952         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1953                 set->p[i] = isl_basic_set_project_out(set->p[i], type, first, n);
1954                 if (!set->p[i])
1955                         goto error;
1956         }
1957
1958         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1959         return set;
1960 error:
1961         isl_set_free(set);
1962         return NULL;
1963 }
1964
1965 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1966 {
1967         int i, j;
1968
1969         for (i = 0; i < n; ++i) {
1970                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
1971                 if (j < 0)
1972                         goto error;
1973                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
1974         }
1975         return bmap;
1976 error:
1977         isl_basic_map_free(bmap);
1978         return NULL;
1979 }
1980
1981 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1982                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1983 {
1984         struct isl_dim *dim_result = NULL;
1985         struct isl_basic_map *bmap;
1986         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
1987         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
1988
1989         if (!bmap1 || !bmap2)
1990                 goto error;
1991
1992         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
1993                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
1994
1995         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
1996         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
1997         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
1998         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
1999
2000         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2001         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2002         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2003         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2004         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2005         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2006         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2007         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2008         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2009         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2010         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2011
2012         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2013                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2014                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2015                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2016         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2017         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2018         bmap = add_divs(bmap, n);
2019         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2020         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2021         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2022 error:
2023         isl_basic_map_free(bmap1);
2024         isl_basic_map_free(bmap2);
2025         return NULL;
2026 }
2027
2028 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2029                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2030 {
2031         if (!bset || !bmap)
2032                 goto error;
2033
2034         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2035                     goto error);
2036
2037         return (struct isl_basic_set *)
2038                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2039 error:
2040         isl_basic_set_free(bset);
2041         isl_basic_map_free(bmap);
2042         return NULL;
2043 }
2044
2045 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2046                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2047 {
2048         if (!bmap1 || !bmap2)
2049                 goto error;
2050
2051         isl_assert(bmap1->ctx,
2052             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2053         isl_assert(bmap1->ctx,
2054             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2055             goto error);
2056
2057         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2058         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2059         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2060 error:
2061         isl_basic_map_free(bmap1);
2062         isl_basic_map_free(bmap2);
2063         return NULL;
2064 }
2065
2066 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2067  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2068  */
2069 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2070                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2071 {
2072         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2073         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2074         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2075         int i;
2076
2077         if (!bmap1 || !bmap2)
2078                 goto error;
2079
2080         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2081                 goto error);
2082
2083         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2084         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2085         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2086
2087         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2088         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2089         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2090         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2091         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2092         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2093         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2094         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2095         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2096         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2097         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2098
2099         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2100                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2101                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2102                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2103         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2104                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2105                 if (j < 0)
2106                         goto error;
2107                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2108                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2109                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2110                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2111         }
2112         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2113         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2114         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2115
2116         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2117         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2118 error:
2119         isl_basic_map_free(bmap);
2120         isl_basic_map_free(bmap1);
2121         isl_basic_map_free(bmap2);
2122         return NULL;
2123 }
2124
2125 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2126  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2127  */
2128 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2129 {
2130         struct isl_map *result;
2131         int i, j;
2132
2133         if (!map1 || !map2)
2134                 goto error;
2135
2136         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2137
2138         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2139                                 map1->n * map2->n, 0);
2140         if (!result)
2141                 goto error;
2142         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2143                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2144                         struct isl_basic_map *part;
2145                         part = isl_basic_map_sum(
2146                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2147                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2148                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2149                                 isl_basic_map_free(part);
2150                         else
2151                                 result = isl_map_add(result, part);
2152                         if (!result)
2153                                 goto error;
2154                 }
2155         isl_map_free(map1);
2156         isl_map_free(map2);
2157         return result;
2158 error:
2159         isl_map_free(map1);
2160         isl_map_free(map2);
2161         return NULL;
2162 }
2163
2164 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2165  */
2166 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2167 {
2168         int i, j;
2169         unsigned off, n;
2170
2171         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2172         if (!bmap)
2173                 return NULL;
2174
2175         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2176         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2177         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2178                 for (j = 0; j < n; ++j)
2179                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2180         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2181                 for (j = 0; j < n; ++j)
2182                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
2183         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2184                 for (j = 0; j < n; ++j)
2185                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
2186         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2187 }
2188
2189 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2190  */
2191 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2192 {
2193         int i;
2194
2195         map = isl_map_cow(map);
2196         if (!map)
2197                 return NULL;
2198
2199         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2200                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
2201                 if (!map->p[i])
2202                         goto error;
2203         }
2204
2205         return map;
2206 error:
2207         isl_map_free(map);
2208         return NULL;
2209 }
2210
2211 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
2212  * A -> floor(f(A)/d).
2213  */
2214 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
2215                 isl_int d)
2216 {
2217         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2218         struct isl_basic_map *result = NULL;
2219         struct isl_dim_map *dim_map;
2220         int i;
2221
2222         if (!bmap)
2223                 return NULL;
2224
2225         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2226         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2227         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2228
2229         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
2230         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2231         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2232         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2233         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
2234         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
2235
2236         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
2237                         bmap->n_div + n_out,
2238                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
2239         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
2240         result = add_divs(result, n_out);
2241         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2242                 int j;
2243                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2244                 if (j < 0)
2245                         goto error;
2246                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2247                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2248                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
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_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2254                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
2255                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
2256         }
2257
2258         result = isl_basic_map_simplify(result);
2259         return isl_basic_map_finalize(result);
2260 error:
2261         isl_basic_map_free(result);
2262         return NULL;
2263 }
2264
2265 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
2266  * A -> floor(f(A)/d).
2267  */
2268 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
2269 {
2270         int i;
2271
2272         map = isl_map_cow(map);
2273         if (!map)
2274                 return NULL;
2275
2276         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
2277         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2278         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2279                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
2280                 if (!map->p[i])
2281                         goto error;
2282         }
2283
2284         return map;
2285 error:
2286         isl_map_free(map);
2287         return NULL;
2288 }
2289
2290 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2291 {
2292         int i;
2293         unsigned nparam;
2294         unsigned n_in;
2295
2296         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2297         if (i < 0)
2298                 goto error;
2299         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2300         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2301         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2302         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
2303         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2304         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2305 error:
2306         isl_basic_map_free(bmap);
2307         return NULL;
2308 }
2309
2310 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
2311  */
2312 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2313 {
2314         int i;
2315         unsigned nparam;
2316         unsigned n_in;
2317
2318         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2319         if (i < 0)
2320                 goto error;
2321         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2322         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2323         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2324         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2325         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2326         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2327         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2328 error:
2329         isl_basic_map_free(bmap);
2330         return NULL;
2331 }
2332
2333 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
2334  */
2335 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2336 {
2337         int i;
2338         unsigned nparam;
2339         unsigned n_in;
2340
2341         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2342         if (i < 0)
2343                 goto error;
2344         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2345         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2346         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2347         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2348         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2349         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2350         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2351 error:
2352         isl_basic_map_free(bmap);
2353         return NULL;
2354 }
2355
2356 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
2357 {
2358         int i;
2359         struct isl_basic_map *bmap;
2360         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
2361         if (!bmap)
2362                 return NULL;
2363         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
2364                 bmap = var_equal(bmap, i);
2365         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2366 }
2367
2368 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos < o_pos
2369  */
2370 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2371 {
2372         int i;
2373         struct isl_basic_map *bmap;
2374         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2375         if (!bmap)
2376                 return NULL;
2377         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2378                 bmap = var_equal(bmap, i);
2379         if (bmap)
2380                 bmap = var_less(bmap, pos);
2381         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2382 }
2383
2384 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
2385  */
2386 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2387 {
2388         int i;
2389         struct isl_basic_map *bmap;
2390         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2391         if (!bmap)
2392                 return NULL;
2393         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2394                 bmap = var_equal(bmap, i);
2395         if (bmap)
2396                 bmap = var_more(bmap, pos);
2397         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2398 }
2399
2400 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
2401 {
2402         struct isl_map *map;
2403         unsigned dim;
2404         int i;
2405
2406         if (!dims)
2407                 return NULL;
2408         dim = dims->n_out;
2409         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), dim + equal, ISL_MAP_DISJOINT);
2410
2411         for (i = 0; i < dim; ++i)
2412                 map = isl_map_add(map,
2413                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
2414         if (equal)
2415                 map = isl_map_add(map,
2416                                   isl_basic_map_equal(isl_dim_copy(dims), dim));
2417
2418         isl_dim_free(dims);
2419         return map;
2420 }
2421
2422 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
2423 {
2424         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
2425 }
2426
2427 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
2428 {
2429         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
2430 }
2431
2432 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
2433 {
2434         struct isl_map *map;
2435         unsigned dim;
2436         int i;
2437
2438         if (!dims)
2439                 return NULL;
2440         dim = dims->n_out;
2441         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), dim + equal, ISL_MAP_DISJOINT);
2442
2443         for (i = 0; i < dim; ++i)
2444                 map = isl_map_add(map,
2445                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
2446         if (equal)
2447                 map = isl_map_add(map,
2448                                   isl_basic_map_equal(isl_dim_copy(dims), dim));
2449
2450         isl_dim_free(dims);
2451         return map;
2452 }
2453
2454 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
2455 {
2456         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
2457 }
2458
2459 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
2460 {
2461         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
2462 }
2463
2464 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
2465                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
2466 {
2467         struct isl_basic_map *bmap;
2468
2469         bset = isl_basic_set_cow(bset);
2470         if (!bset || !dim)
2471                 goto error;
2472
2473         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
2474         isl_dim_free(bset->dim);
2475         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
2476         bmap->dim = dim;
2477         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2478 error:
2479         isl_basic_set_free(bset);
2480         isl_dim_free(dim);
2481         return NULL;
2482 }
2483
2484 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2485 {
2486         if (!bmap)
2487                 goto error;
2488         if (bmap->dim->n_in == 0)
2489                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
2490         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2491         if (!bmap)
2492                 goto error;
2493         bmap->dim = isl_dim_cow(bmap->dim);
2494         if (!bmap->dim)
2495                 goto error;
2496         bmap->dim->n_out += bmap->dim->n_in;
2497         bmap->dim->n_in = 0;
2498         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2499         return (struct isl_basic_set *)bmap;
2500 error:
2501         isl_basic_map_free(bmap);
2502         return NULL;
2503 }
2504
2505 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
2506  *
2507  *              f - m d >= 0
2508  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
2509  *
2510  * Note that the second constraint is the negation of
2511  *
2512  *              f - m d >= n
2513  */
2514 static int add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
2515 {
2516         int i, j;
2517         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2518         unsigned div_pos = 1 + total - bmap->n_div + div;
2519
2520         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2521         if (i < 0)
2522                 return -1;
2523         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, 1+total);
2524         isl_int_neg(bmap->ineq[i][div_pos], bmap->div[div][0]);
2525
2526         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2527         if (j < 0)
2528                 return -1;
2529         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
2530         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][div_pos]);
2531         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
2532         return j;
2533 }
2534
2535 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
2536                 struct isl_basic_map *bmap)
2537 {
2538         if (!bmap)
2539                 goto error;
2540         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
2541                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
2542         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2543         if (!bmap)
2544                 goto error;
2545         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
2546         if (!bmap->dim)
2547                 goto error;
2548         bmap->extra -= bmap->n_div;
2549         bmap->n_div = 0;
2550         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2551         return (struct isl_basic_set *)bmap;
2552 error:
2553         return NULL;
2554 }
2555
2556 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
2557                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2558 {
2559         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
2560 }
2561
2562 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
2563         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
2564 {
2565         struct isl_basic_map *bmap;
2566         struct isl_ctx *ctx;
2567         unsigned total;
2568         int i;
2569
2570         if (!bset || !like)
2571                 goto error;
2572         ctx = bset->ctx;
2573         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
2574         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
2575         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
2576                         goto error);
2577         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
2578                 isl_basic_map_free(like);
2579                 return (struct isl_basic_map *)bset;
2580         }
2581         bset = isl_basic_set_cow(bset);
2582         if (!bset)
2583                 goto error;
2584         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
2585         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
2586         isl_dim_free(bmap->dim);
2587         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
2588         if (!bmap->dim)
2589                 goto error;
2590         bmap->n_div = like->n_div;
2591         bmap->extra += like->n_div;
2592         if (bmap->extra) {
2593                 unsigned ltotal;
2594                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
2595                 if (ltotal > total)
2596                         ltotal = total;
2597                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
2598                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
2599                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
2600                         goto error;
2601                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
2602                                                 bmap->extra);
2603                 if (!bmap->div)
2604                         goto error;
2605                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2606                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
2607                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2608                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
2609                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
2610                 }
2611                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
2612                                                         0, 2 * like->n_div);
2613                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2614                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2615                                 continue;
2616                         if (add_div_constraints(bmap, i) < 0)
2617                                 goto error;
2618                 }
2619         }
2620         isl_basic_map_free(like);
2621         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2622         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2623         return bmap;
2624 error:
2625         isl_basic_map_free(like);
2626         isl_basic_set_free(bset);
2627         return NULL;
2628 }
2629
2630 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
2631         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
2632 {
2633         return (struct isl_basic_set *)
2634                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
2635 }
2636
2637 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
2638         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
2639 {
2640         int i;
2641
2642         if (!set || !like)
2643                 goto error;
2644         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
2645                     goto error);
2646         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
2647                 isl_basic_set_free(like);
2648                 return set;
2649         }
2650         set = isl_set_cow(set);
2651         if (!set)
2652                 goto error;
2653         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2654                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
2655                                                       isl_basic_set_copy(like));
2656                 if (!set->p[i])
2657                         goto error;
2658         }
2659         isl_dim_free(set->dim);
2660         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
2661         if (!set->dim)
2662                 goto error;
2663         isl_basic_set_free(like);
2664         return set;
2665 error:
2666         isl_basic_set_free(like);
2667         isl_set_free(set);
2668         return NULL;
2669 }
2670
2671 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
2672 {
2673         int i;
2674
2675         map = isl_map_cow(map);
2676         if (!map)
2677                 return NULL;
2678         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
2679         if (!map->dim)
2680                 goto error;
2681
2682         for (i = 1; i < map->n; ++i)
2683                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
2684                                 goto error);
2685         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2686                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
2687                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
2688                 if (!map->p[i])
2689                         goto error;
2690         }
2691         if (map->n == 0)
2692                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
2693         else {
2694                 isl_dim_free(map->dim);
2695                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
2696         }
2697         if (!map->dim)
2698                 goto error;
2699         return (struct isl_set *)map;
2700 error:
2701         isl_map_free(map);
2702         return NULL;
2703 }
2704
2705 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
2706 {
2707         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
2708 }
2709
2710 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
2711 {
2712         struct isl_basic_set *domain;
2713         unsigned n_in;
2714         unsigned n_out;
2715         if (!bmap)
2716                 return NULL;
2717         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2718         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2719         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2720         return isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
2721 }
2722
2723 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
2724 {
2725         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
2726 }
2727
2728 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
2729 {
2730         int i;
2731         struct isl_set *set;
2732
2733         if (!map)
2734                 goto error;
2735         map = isl_map_cow(map);
2736         if (!map)
2737                 goto error;
2738
2739         set = (struct isl_set *) map;
2740         if (set->dim->n_in != 0) {
2741                 set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
2742                 if (!set->dim)
2743                         goto error;
2744         }
2745         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2746                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
2747                 if (!set->p[i])
2748                         goto error;
2749         }
2750         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2751         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
2752         return set;
2753 error:
2754         isl_map_free(map);
2755         return NULL;
2756 }
2757
2758 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
2759 {
2760         int i;
2761         struct isl_map *map = NULL;
2762
2763         set = isl_set_cow(set);
2764         if (!set || !dim)
2765                 goto error;
2766         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
2767         map = (struct isl_map *)set;
2768         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2769                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
2770                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
2771                 if (!map->p[i])
2772                         goto error;
2773         }
2774         isl_dim_free(map->dim);
2775         map->dim = dim;
2776         return map;
2777 error:
2778         isl_dim_free(dim);
2779         isl_set_free(set);
2780         return NULL;
2781 }
2782
2783 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
2784 {
2785         return (struct isl_map *)set;
2786 }
2787
2788 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
2789 {
2790         int i;
2791         struct isl_set *set = NULL;
2792
2793         if (!map)
2794                 return NULL;
2795         map = isl_map_cow(map);
2796         if (!map)
2797                 return NULL;
2798         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
2799         if (!map->dim)
2800                 goto error;
2801         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
2802         map->dim->n_in = 0;
2803         set = (struct isl_set *)map;
2804         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2805                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
2806                 if (!set->p[i])
2807                         goto error;
2808         }
2809         return set;
2810 error:
2811         isl_map_free(map);
2812         return NULL;
2813 }
2814
2815 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
2816 {
2817         struct isl_map *map;
2818
2819         if (!dim)
2820                 return NULL;
2821         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
2822         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
2823                         sizeof(struct isl_map) +
2824                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
2825         if (!map)
2826                 goto error;
2827
2828         map->ctx = dim->ctx;
2829         isl_ctx_ref(map->ctx);
2830         map->ref = 1;
2831         map->size = n;
2832         map->n = 0;
2833         map->dim = dim;
2834         map->flags = flags;
2835         return map;
2836 error:
2837         isl_dim_free(dim);
2838         return NULL;
2839 }
2840
2841 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2842                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
2843                 unsigned flags)
2844 {
2845         struct isl_map *map;
2846         struct isl_dim *dims;
2847
2848         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
2849         if (!dims)
2850                 return NULL;
2851
2852         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
2853         return map;
2854 }
2855
2856 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
2857 {
2858         struct isl_basic_map *bmap;
2859         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
2860         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2861         return bmap;
2862 }
2863
2864 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
2865 {
2866         struct isl_basic_set *bset;
2867         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
2868         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
2869         return bset;
2870 }
2871
2872 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
2873 {
2874         struct isl_basic_map *bmap;
2875         if (!model)
2876                 return NULL;
2877         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2878         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2879         return bmap;
2880 }
2881
2882 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
2883 {
2884         struct isl_basic_map *bmap;
2885         if (!model)
2886                 return NULL;
2887         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2888         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2889         return bmap;
2890 }
2891
2892 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
2893 {
2894         struct isl_basic_set *bset;
2895         if (!model)
2896                 return NULL;
2897         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2898         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
2899         return bset;
2900 }
2901
2902 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
2903 {
2904         struct isl_basic_map *bmap;
2905         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
2906         return bmap;
2907 }
2908
2909 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
2910 {
2911         struct isl_basic_set *bset;
2912         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
2913         return bset;
2914 }
2915
2916 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
2917                 __isl_keep isl_basic_map *model)
2918 {
2919         if (!model)
2920                 return NULL;
2921         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2922 }
2923
2924 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
2925 {
2926         if (!model)
2927                 return NULL;
2928         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2929 }
2930
2931 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
2932         __isl_keep isl_set *model)
2933 {
2934         if (!model)
2935                 return NULL;
2936         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2937 }
2938
2939 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
2940 {
2941         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2942 }
2943
2944 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
2945 {
2946         if (!model)
2947                 return NULL;
2948         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2949 }
2950
2951 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
2952 {
2953         if (!model)
2954                 return NULL;
2955         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2956 }
2957
2958 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
2959 {
2960         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2961 }
2962
2963 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
2964 {
2965         if (!model)
2966                 return NULL;
2967         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
2968 }
2969
2970 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
2971 {
2972         struct isl_map *map;
2973         if (!dim)
2974                 return NULL;
2975         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2976         map = isl_map_add(map, isl_basic_map_universe(dim));
2977         return map;
2978 }
2979
2980 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
2981 {
2982         struct isl_set *set;
2983         if (!dim)
2984                 return NULL;
2985         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2986         set = isl_set_add(set, isl_basic_set_universe(dim));
2987         return set;
2988 }
2989
2990 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
2991 {
2992         if (!model)
2993                 return NULL;
2994         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
2995 }
2996
2997 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
2998 {
2999         int i;
3000         struct isl_map *dup;
3001
3002         if (!map)
3003                 return NULL;
3004         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
3005         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3006                 dup = isl_map_add(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3007         return dup;
3008 }
3009
3010 struct isl_map *isl_map_add(struct isl_map *map, struct isl_basic_map *bmap)
3011 {
3012         if (!bmap || !map)
3013                 goto error;
3014         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
3015                 isl_basic_map_free(bmap);
3016                 return map;
3017         }
3018         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
3019         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
3020         map->p[map->n] = bmap;
3021         map->n++;
3022         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3023         return map;
3024 error:
3025         if (map)
3026                 isl_map_free(map);
3027         if (bmap)
3028                 isl_basic_map_free(bmap);
3029         return NULL;
3030 }
3031
3032 void isl_map_free(struct isl_map *map)
3033 {
3034         int i;
3035
3036         if (!map)
3037                 return;
3038
3039         if (--map->ref > 0)
3040                 return;
3041
3042         isl_ctx_deref(map->ctx);
3043         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3044                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
3045         isl_dim_free(map->dim);
3046         free(map);
3047 }
3048
3049 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
3050                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
3051 {
3052         int i;
3053
3054         base = isl_map_cow(base);
3055         if (!base)
3056                 return NULL;
3057
3058         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3059         if (!base->dim)
3060                 goto error;
3061         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3062                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3063                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3064                 if (!base->p[i])
3065                         goto error;
3066         }
3067         return base;
3068 error:
3069         isl_map_free(base);
3070         return NULL;
3071 }
3072
3073 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3074                 unsigned nparam, unsigned dim)
3075 {
3076         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3077                                                         nparam, 0, dim);
3078 }
3079
3080 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(struct isl_basic_map *bmap,
3081                 unsigned pos, int value)
3082 {
3083         int j;
3084
3085         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3086         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3087         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3088         if (j < 0)
3089                 goto error;
3090         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3091         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3092         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3093         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3094         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3095 error:
3096         isl_basic_map_free(bmap);
3097         return NULL;
3098 }
3099
3100 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3101                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3102 {
3103         if (!bmap)
3104                 return NULL;
3105         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3106         return isl_basic_map_fix_pos(bmap, isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos,
3107                                         value);
3108 error:
3109         isl_basic_map_free(bmap);
3110         return NULL;
3111 }
3112
3113 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3114                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3115 {
3116         return (struct isl_basic_set *)
3117                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3118                                         type, pos, value);
3119 }
3120
3121 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3122                 unsigned input, int value)
3123 {
3124         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3125 }
3126
3127 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3128                 unsigned dim, int value)
3129 {
3130         return (struct isl_basic_set *)
3131                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3132                                         isl_dim_set, dim, value);
3133 }
3134
3135 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3136                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3137 {
3138         int i;
3139
3140         map = isl_map_cow(map);
3141         if (!map)
3142                 return NULL;
3143
3144         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3145         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3146                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3147                 if (!map->p[i])
3148                         goto error;
3149         }
3150         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3151         return map;
3152 error:
3153         isl_map_free(map);
3154         return NULL;
3155 }
3156
3157 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3158                 unsigned input, int value)
3159 {
3160         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3161 }
3162
3163 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3164 {
3165         return (struct isl_set *)
3166                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3167 }
3168
3169 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
3170         unsigned dim, isl_int value)
3171 {
3172         int j;
3173
3174         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3175         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
3176         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3177         if (j < 0)
3178                 goto error;
3179         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3180         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
3181         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
3182         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
3183         return isl_basic_set_finalize(bset);
3184 error:
3185         isl_basic_set_free(bset);
3186         return NULL;
3187 }
3188
3189 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
3190                                         isl_int value)
3191 {
3192         int i;
3193
3194         set = isl_set_cow(set);
3195         if (!set)
3196                 return NULL;
3197
3198         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
3199         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3200                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
3201                 if (!set->p[i])
3202                         goto error;
3203         }
3204         return set;
3205 error:
3206         isl_set_free(set);
3207         return NULL;
3208 }
3209
3210 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
3211 {
3212         int i;
3213
3214         map = isl_map_cow(map);
3215         if (!map)
3216                 return NULL;
3217
3218         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
3219         if (!map->dim)
3220                 goto error;
3221         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3222                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
3223                 if (!map->p[i])
3224                         goto error;
3225         }
3226         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3227         return map;
3228 error:
3229         isl_map_free(map);
3230         return NULL;
3231 }
3232
3233 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
3234                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3235                 struct isl_set **empty, int max)
3236 {
3237         if (!bmap)
3238                 goto error;
3239         if (bmap->ctx->pip == ISL_PIP_PIP)
3240                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3241         else
3242                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3243 error:
3244         isl_basic_map_free(bmap);
3245         isl_basic_set_free(dom);
3246         if (empty)
3247                 *empty = NULL;
3248         return NULL;
3249 }
3250
3251 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
3252                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3253                 struct isl_set **empty)
3254 {
3255         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
3256 }
3257
3258 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
3259                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3260                 struct isl_set **empty)
3261 {
3262         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
3263 }
3264
3265 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
3266                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
3267                 struct isl_set **empty)
3268 {
3269         return (struct isl_set *)
3270                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
3271                         dom, empty);
3272 }
3273
3274 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
3275                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
3276                 struct isl_set **empty)
3277 {
3278         return (struct isl_set *)
3279                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
3280                         dom, empty);
3281 }
3282
3283 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
3284 {
3285         struct isl_basic_set *dom = NULL;
3286         struct isl_map *min;
3287         struct isl_dim *dom_dim;
3288
3289         if (!bmap)
3290                 goto error;
3291         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
3292         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
3293         return isl_basic_map_partial_lexmin(bmap, dom, NULL);
3294 error:
3295         isl_basic_map_free(bmap);
3296         return NULL;
3297 }
3298
3299 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
3300 {
3301         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
3302 }
3303
3304 static struct isl_map *isl_map_reset_dim(struct isl_map *map,
3305         struct isl_dim *dim)
3306 {
3307         int i;
3308
3309         if (!map || !dim)
3310                 goto error;
3311
3312         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3313                 isl_dim_free(map->p[i]->dim);
3314                 map->p[i]->dim = isl_dim_copy(dim);
3315         }
3316         isl_dim_free(map->dim);
3317         map->dim = dim;
3318
3319         return map;
3320 error:
3321         isl_map_free(map);
3322         isl_dim_free(dim);
3323         return NULL;
3324 }
3325
3326 static struct isl_set *isl_set_reset_dim(struct isl_set *set,
3327         struct isl_dim *dim)
3328 {
3329         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3330 }
3331
3332 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
3333  * bset is assumed to have only parameters and divs.
3334  */
3335 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
3336         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
3337 {
3338         unsigned nparam;
3339
3340         if (!bset || !mat)
3341                 goto error;
3342
3343         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
3344         if (!bset->dim)
3345                 goto error;
3346
3347         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
3348
3349         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
3350
3351         bset->dim->nparam = 0;
3352         bset->dim->n_out = nparam;
3353         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
3354         if (bset) {
3355                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
3356                 bset->dim->n_out = 0;
3357         }
3358         return bset;
3359 error:
3360         isl_mat_free(mat);
3361         isl_basic_set_free(bset);
3362         return NULL;
3363 }
3364
3365 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
3366  * set is assumed to have only parameters and divs.
3367  */
3368 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
3369         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
3370 {
3371         struct isl_dim *dim = NULL;
3372         unsigned nparam;
3373
3374         if (!set || !mat)
3375                 goto error;
3376
3377         dim = isl_dim_copy(set->dim);
3378         dim = isl_dim_cow(dim);
3379         if (!dim)
3380                 goto error;
3381
3382         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
3383
3384         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
3385
3386         dim->nparam = 0;
3387         dim->n_out = nparam;
3388         isl_set_reset_dim(set, dim);
3389         set = isl_set_preimage(set, mat);
3390         if (!set)
3391                 goto error2;
3392         dim = isl_dim_copy(set->dim);
3393         dim = isl_dim_cow(dim);
3394         if (!dim)
3395                 goto error2;
3396         dim->nparam = dim->n_out;
3397         dim->n_out = 0;
3398         isl_set_reset_dim(set, dim);
3399         return set;
3400 error:
3401         isl_dim_free(dim);
3402         isl_mat_free(mat);
3403 error2:
3404         isl_set_free(set);
3405         return NULL;
3406 }
3407
3408 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
3409  * equalities in "eq".
3410  */
3411 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
3412         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
3413 {
3414         int i, k;
3415         unsigned len;
3416
3417         if (!bset || !eq)
3418                 goto error;
3419
3420         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
3421                                         eq->n_row, 0);
3422         if (!bset)
3423                 goto error;
3424
3425         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
3426         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
3427                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
3428                 if (k < 0)
3429                         goto error;
3430                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
3431                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
3432         }
3433         isl_mat_free(eq);
3434
3435         return bset;
3436 error:
3437         isl_mat_free(eq);
3438         isl_basic_set_free(bset);
3439         return NULL;
3440 }
3441
3442 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
3443  * equalities in "eq".
3444  */
3445 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
3446         struct isl_mat *eq)
3447 {
3448         int i;
3449
3450         if (!set || !eq)
3451                 goto error;
3452
3453         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3454                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
3455                                         isl_mat_copy(eq));
3456                 if (!set->p[i])
3457                         goto error;
3458         }
3459         isl_mat_free(eq);
3460         return set;
3461 error:
3462         isl_mat_free(eq);
3463         isl_set_free(set);
3464         return NULL;
3465 }
3466
3467 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
3468  * new, explicit, existential variables in the constraints.
3469  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
3470  * The output has the same parameters, but only
3471  * explicit existentially quantified variables.
3472  *
3473  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
3474  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
3475  * among the parameters by performing a variable compression on
3476  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
3477  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
3478  */
3479 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
3480 {
3481         int i, j;
3482         struct isl_mat *eq;
3483         struct isl_mat *T, *T2;
3484         struct isl_set *set;
3485         unsigned nparam, n_div;
3486
3487         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3488         if (!bset)
3489                 return NULL;
3490
3491         if (bset->n_eq == 0)
3492                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
3493
3494         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
3495
3496         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
3497         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
3498
3499         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
3500                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
3501                         ++i;
3502         }
3503         if (i == bset->n_eq)
3504                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
3505
3506         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
3507                 0, 1 + nparam);
3508         eq = isl_mat_cow(eq);
3509         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
3510         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
3511
3512         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
3513         set = set_parameter_preimage(set, T2);
3514         set = set_append_equalities(set, eq);
3515         return set;
3516 }
3517
3518 /* Compute an explicit representation for all the existentially
3519  * quantified variables.
3520  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
3521  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
3522  * no input or output dimensions and the dimension specification
3523  * is reset to that of the input.
3524  */
3525 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
3526 {
3527         struct isl_basic_set *bset;
3528         struct isl_set *set;
3529         struct isl_map *map;
3530         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
3531         unsigned         nparam;
3532         unsigned         n_in;
3533         unsigned         n_out;
3534
3535         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3536         if (!bmap)
3537                 return NULL;
3538
3539         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3540         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3541         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3542         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
3543         if (!dim)
3544                 goto error;
3545
3546         orig_dim = bmap->dim;
3547         bmap->dim = dim;
3548         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
3549
3550         set = parameter_compute_divs(bset);
3551         map = (struct isl_map *)set;
3552         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
3553
3554         return map;
3555 error:
3556         isl_basic_map_free(bmap);
3557         return NULL;
3558 }
3559
3560 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3561 {
3562         int i;
3563         unsigned off;
3564
3565         if (!bmap)
3566                 return -1;
3567
3568         off = isl_dim_total(bmap->dim);
3569         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
3570                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3571                         return 0;
3572                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
3573                                 return -1);
3574         }
3575         return 1;
3576 }
3577
3578 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
3579 {
3580         int i;
3581
3582         if (!map)
3583                 return -1;
3584
3585         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3586                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
3587                 if (known <= 0)
3588                         return known;
3589         }
3590
3591         return 1;
3592 }
3593
3594 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
3595  * expressions for them.  However, this computation may be
3596  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
3597  * strictly needed.
3598  */
3599 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
3600 {
3601         int i;
3602         int known;
3603         struct isl_map *map;
3604
3605         known = basic_map_divs_known(bmap);
3606         if (known < 0)
3607                 goto error;
3608         if (known)
3609                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
3610
3611         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3612
3613         known = basic_map_divs_known(bmap);
3614         if (known < 0)
3615                 goto error;
3616         if (known)
3617                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
3618
3619         map = compute_divs(bmap);
3620         return map;
3621 error:
3622         isl_basic_map_free(bmap);
3623         return NULL;
3624 }
3625
3626 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
3627 {
3628         int i;
3629         int known;
3630         struct isl_map *res;
3631
3632         if (!map)
3633                 return NULL;
3634         if (map->n == 0)
3635                 return map;
3636
3637         known = map_divs_known(map);
3638         if (known < 0) {
3639                 isl_map_free(map);
3640                 return NULL;
3641         }
3642         if (known)
3643                 return map;
3644
3645         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
3646         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
3647                 struct isl_map *r2;
3648                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3649                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
3650                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
3651                 else
3652                         res = isl_map_union(res, r2);
3653         }
3654         isl_map_free(map);
3655
3656         return res;
3657 }
3658
3659 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
3660 {
3661         return (struct isl_set *)
3662                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
3663 }
3664
3665 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
3666 {
3667         return (struct isl_set *)
3668                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
3669 }
3670
3671 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
3672 {
3673         int i;
3674         struct isl_set *set;
3675
3676         if (!map)
3677                 goto error;
3678
3679         map = isl_map_cow(map);
3680         if (!map)
3681                 return NULL;
3682
3683         set = (struct isl_set *)map;
3684         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
3685         if (!set->dim)
3686                 goto error;
3687         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3688                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
3689                 if (!set->p[i])
3690                         goto error;
3691         }
3692         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3693         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3694         return set;
3695 error:
3696         isl_map_free(map);
3697         return NULL;
3698 }
3699
3700 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
3701                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3702 {
3703         int i;
3704         unsigned flags = 0;
3705         struct isl_map *map = NULL;
3706
3707         if (!map1 || !map2)
3708                 goto error;
3709
3710         if (map1->n == 0) {
3711                 isl_map_free(map1);
3712                 return map2;
3713         }
3714         if (map2->n == 0) {
3715                 isl_map_free(map2);
3716                 return map1;
3717         }
3718
3719         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3720
3721         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
3722             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
3723                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3724
3725         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
3726                                 map1->n + map2->n, flags);
3727         if (!map)
3728                 goto error;
3729         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
3730                 map = isl_map_add(map,
3731                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
3732                 if (!map)
3733                         goto error;
3734         }
3735         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
3736                 map = isl_map_add(map,
3737                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
3738                 if (!map)
3739                         goto error;
3740         }
3741         isl_map_free(map1);
3742         isl_map_free(map2);
3743         return map;
3744 error:
3745         isl_map_free(map);
3746         isl_map_free(map1);
3747         isl_map_free(map2);
3748         return NULL;
3749 }
3750
3751 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3752 {
3753         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
3754         if (!map1)
3755                 return NULL;
3756         if (map1->n > 1)
3757                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
3758         return map1;
3759 }
3760
3761 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
3762                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3763 {
3764         return (struct isl_set *)
3765                 isl_map_union_disjoint(
3766                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3767 }
3768
3769 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3770 {
3771         return (struct isl_set *)
3772                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3773 }
3774
3775 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
3776                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
3777 {
3778         unsigned flags = 0;
3779         struct isl_map *result;
3780         int i, j;
3781
3782         if (!map || !set)
3783                 goto error;
3784
3785         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
3786             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
3787                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3788
3789         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
3790                                         map->n * set->n, flags);
3791         if (!result)
3792                 goto error;
3793         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3794                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
3795                         result = isl_map_add(result,
3796                             isl_basic_map_intersect_range(
3797                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
3798                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
3799                         if (!result)
3800                                 goto error;
3801                 }
3802         isl_map_free(map);
3803         isl_set_free(set);
3804         return result;
3805 error:
3806         isl_map_free(map);
3807         isl_set_free(set);
3808         return NULL;
3809 }
3810
3811 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
3812                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
3813 {
3814         return isl_map_reverse(
3815                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
3816 }
3817
3818 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
3819                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3820 {
3821         if (!map1 || !map2)
3822                 goto error;
3823         map1 = isl_map_reverse(map1);
3824         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
3825         return isl_map_reverse(map1);
3826 error:
3827         isl_map_free(map1);
3828         isl_map_free(map2);
3829         return NULL;
3830 }
3831
3832 struct isl_map *isl_map_apply_range(
3833                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3834 {
3835         struct isl_dim *dim_result;
3836         struct isl_map *result;
3837         int i, j;
3838
3839         if (!map1 || !map2)
3840                 goto error;
3841
3842         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
3843                                   isl_dim_copy(map2->dim));
3844
3845         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
3846         if (!result)
3847                 goto error;
3848         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3849                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3850                         result = isl_map_add(result,
3851                             isl_basic_map_apply_range(
3852                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3853                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
3854                         if (!result)
3855                                 goto error;
3856                 }
3857         isl_map_free(map1);
3858         isl_map_free(map2);
3859         if (result && result->n <= 1)
3860                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
3861         return result;
3862 error:
3863         isl_map_free(map1);
3864         isl_map_free(map2);
3865         return NULL;
3866 }
3867
3868 /*
3869  * returns range - domain
3870  */
3871 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
3872 {
3873         struct isl_basic_set *bset;
3874         unsigned dim;
3875         unsigned nparam;
3876         int i;
3877
3878         if (!bmap)
3879                 goto error;
3880         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
3881         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3882         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
3883         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3884         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3885         bset = isl_basic_set_extend(bset, nparam, 3*dim, 0, dim, 0);
3886         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
3887         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3888                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
3889                                             (struct isl_basic_map *)bset);
3890                 if (j < 0)
3891                         goto error;
3892                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3893                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
3894                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
3895                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
3896         }
3897         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
3898 error:
3899         isl_basic_map_free(bmap);
3900         return NULL;
3901 }
3902
3903 /*
3904  * returns range - domain
3905  */
3906 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
3907 {
3908         int i;
3909         struct isl_set *result;
3910
3911         if (!map)
3912                 return NULL;
3913
3914         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
3915         result = isl_set_alloc(map->ctx, isl_map_n_param(map),
3916                                         isl_map_n_in(map), map->n, map->flags);
3917         if (!result)
3918                 goto error;
3919         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3920                 result = isl_set_add(result,
3921                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
3922         isl_map_free(map);
3923         return result;
3924 error:
3925         isl_map_free(map);
3926         return NULL;
3927 }
3928
3929 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
3930 {
3931         struct isl_basic_map *bmap;
3932         unsigned nparam;
3933         unsigned dim;
3934         int i;
3935
3936         if (!dims)
3937                 return NULL;
3938
3939         nparam = dims->nparam;
3940         dim = dims->n_out;
3941         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
3942         if (!bmap)
3943                 goto error;
3944
3945         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3946                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3947                 if (j < 0)
3948                         goto error;
3949                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3950                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
3951                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
3952         }
3953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3954 error:
3955         isl_basic_map_free(bmap);
3956         return NULL;
3957 }
3958
3959 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
3960 {
3961         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
3962         if (!dim)
3963                 return NULL;
3964         return basic_map_identity(dim);
3965 }
3966
3967 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
3968 {
3969         if (!model || !model->dim)
3970                 return NULL;
3971         isl_assert(model->ctx,
3972                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3973         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3974 }
3975
3976 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
3977 {
3978         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3979         return isl_map_add(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
3980 }
3981
3982 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
3983 {
3984         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
3985         if (!dim)
3986                 return NULL;
3987         return map_identity(dim);
3988 }
3989
3990 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
3991 {
3992         if (!model || !model->dim)
3993                 return NULL;
3994         isl_assert(model->ctx,
3995                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3996         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3997 }
3998
3999 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4000 {
4001         if (!model || !model->dim)
4002                 return NULL;
4003         isl_assert(model->ctx,
4004                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
4005         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
4006 }
4007
4008 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
4009  * values.
4010  */
4011 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
4012 {
4013         int i;
4014         unsigned nparam;
4015         unsigned dim;
4016         struct isl_basic_set *bset;
4017
4018         if (!dims)
4019                 return NULL;
4020         nparam = dims->nparam;
4021         dim = dims->n_out;
4022         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
4023         if (!bset)
4024                 return NULL;
4025         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4026                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4027                 if (k < 0)
4028                         goto error;
4029                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4030                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
4031         }
4032         return bset;
4033 error:
4034         isl_basic_set_free(bset);
4035         return NULL;
4036 }
4037
4038 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4039 {
4040         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4041 }
4042
4043 int isl_set_is_subset(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4044 {
4045         return isl_map_is_subset(
4046                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4047 }
4048
4049 int isl_basic_map_is_subset(
4050                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4051 {
4052         int is_subset;
4053         struct isl_map *map1;
4054         struct isl_map *map2;
4055
4056         if (!bmap1 || !bmap2)
4057                 return -1;
4058
4059         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
4060         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
4061
4062         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4063
4064         isl_map_free(map1);
4065         isl_map_free(map2);
4066
4067         return is_subset;
4068 }
4069
4070 int isl_basic_map_is_equal(
4071                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4072 {
4073         int is_subset;
4074
4075         if (!bmap1 || !bmap2)
4076                 return -1;
4077         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
4078         if (is_subset != 1)
4079                 return is_subset;
4080         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
4081         return is_subset;
4082 }
4083
4084 int isl_basic_set_is_equal(
4085                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
4086 {
4087         return isl_basic_map_is_equal(
4088                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
4089 }
4090
4091 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
4092 {
4093         int i;
4094         int is_empty;
4095
4096         if (!map)
4097                 return -1;
4098         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4099                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
4100                 if (is_empty < 0)
4101                         return -1;
4102                 if (!is_empty)
4103                         return 0;
4104         }
4105         return 1;
4106 }
4107
4108 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
4109 {
4110         return map->n == 0;
4111 }
4112
4113 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
4114 {
4115         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
4116 }
4117
4118 /* Return 1 if "bmap" contains a single element.
4119  */
4120 int isl_basic_map_is_singleton(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4121 {
4122         if (!bmap)
4123                 return -1;
4124         if (bmap->n_div)
4125                 return 0;
4126         if (bmap->n_ineq)
4127                 return 0;
4128         return bmap->n_eq == isl_basic_map_total_dim(bmap);
4129 }
4130
4131 /* Return 1 if "map" contains a single element.
4132  */
4133 int isl_map_is_singleton(__isl_keep isl_map *map)
4134 {
4135         if (!map)
4136                 return -1;
4137         if (map->n != 1)
4138                 return 0;
4139
4140         return isl_basic_map_is_singleton(map->p[0]);
4141 }
4142
4143 /* Given a singleton basic map, extract the single element
4144  * as an isl_vec.
4145  */
4146 static __isl_give isl_vec *singleton_extract_point(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4147 {
4148         int i, j;
4149         unsigned dim;
4150         struct isl_vec *point;
4151         isl_int m;
4152
4153         if (!bmap)
4154                 return NULL;
4155
4156         dim = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4157         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_eq == dim, return NULL);
4158         point = isl_vec_alloc(bmap->ctx, 1 + dim);
4159         if (!point)
4160                 return NULL;
4161
4162         isl_int_init(m);
4163
4164         isl_int_set_si(point->el[0], 1);
4165         for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
4166                 int s;
4167                 int i = dim - 1 - j;
4168                 isl_assert(bmap->ctx,
4169                     isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + 1, i) == -1,
4170                     goto error);
4171                 isl_assert(bmap->ctx,
4172                     isl_int_is_one(bmap->eq[j][1 + i]) ||
4173                     isl_int_is_negone(bmap->eq[j][1 + i]),
4174                     goto error);
4175                 isl_assert(bmap->ctx,
4176                     isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j]+1+i+1, dim-i-1) == -1,
4177                     goto error);
4178
4179                 isl_int_gcd(m, point->el[0], bmap->eq[j][1 + i]);
4180                 isl_int_divexact(m, bmap->eq[j][1 + i], m);
4181                 isl_int_abs(m, m);
4182                 isl_seq_scale(point->el, point->el, m, 1 + i);
4183                 isl_int_divexact(m, point->el[0], bmap->eq[j][1 + i]);
4184                 isl_int_neg(m, m);
4185                 isl_int_mul(point->el[1 + i], m, bmap->eq[j][0]);
4186         }
4187
4188         isl_int_clear(m);
4189         return point;
4190 error:
4191         isl_int_clear(m);
4192         isl_vec_free(point);
4193         return NULL;
4194 }
4195
4196 /* Return 1 if "bmap" contains the point "point".
4197  * "bmap" is assumed to have known divs.
4198  * The point is first extended with the divs and then passed
4199  * to basic_map_contains.
4200  */
4201 static int basic_map_contains_point(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4202         __isl_keep isl_vec *point)
4203 {
4204         int i;
4205         struct isl_vec *vec;
4206         unsigned dim;
4207         int contains;
4208
4209         if (!bmap || !point)
4210                 return -1;
4211         if (bmap->n_div == 0)
4212                 return basic_map_contains(bmap, point);
4213
4214         dim = isl_basic_map_total_dim(bmap) - bmap->n_div;
4215         vec = isl_vec_alloc(bmap->ctx, 1 + dim + bmap->n_div);
4216         if (!vec)
4217                 return -1;
4218
4219         isl_seq_cpy(vec->el, point->el, point->size);
4220         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4221                 isl_seq_inner_product(bmap->div[i] + 1, vec->el,
4222                                         1 + dim + i, &vec->el[1+dim+i]);
4223                 isl_int_fdiv_q(vec->el[1+dim+i], vec->el[1+dim+i],
4224                                 bmap->div[i][0]);
4225         }
4226
4227         contains = basic_map_contains(bmap, vec);
4228
4229         isl_vec_free(vec);
4230         return contains;
4231 }
4232
4233 /* Return 1 is the singleton map "map1" is a subset of "map2",
4234  * i.e., if the single element of "map1" is also an element of "map2".
4235  */
4236 static int map_is_singleton_subset(__isl_keep isl_map *map1,
4237         __isl_keep isl_map *map2)
4238 {
4239         int i;
4240         int is_subset = 0;
4241         struct isl_vec *point;
4242
4243         if (!map1 || !map2)
4244                 return -1;
4245         if (map1->n != 1)
4246                 return -1;
4247
4248         point = singleton_extract_point(map1->p[0]);
4249         if (!point)
4250                 return -1;
4251
4252         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
4253                 is_subset = basic_map_contains_point(map2->p[i], point);
4254                 if (is_subset)
4255                         break;
4256         }
4257
4258         isl_vec_free(point);
4259         return is_subset;
4260 }
4261
4262 int isl_map_is_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4263 {
4264         int is_subset = 0;
4265         struct isl_map *diff;
4266
4267         if (!map1 || !map2)
4268                 return -1;
4269
4270         if (isl_map_is_empty(map1))
4271                 return 1;
4272
4273         if (isl_map_is_empty(map2))
4274                 return 0;
4275
4276         if (isl_map_fast_is_universe(map2))
4277                 return 1;
4278
4279         map2 = isl_map_compute_divs(isl_map_copy(map2));
4280         if (isl_map_is_singleton(map1)) {
4281                 is_subset = map_is_singleton_subset(map1, map2);
4282                 isl_map_free(map2);
4283                 return is_subset;
4284         }
4285         diff = isl_map_subtract(isl_map_copy(map1), map2);
4286         if (!diff)
4287                 return -1;
4288
4289         is_subset = isl_map_is_empty(diff);
4290         isl_map_free(diff);
4291
4292         return is_subset;
4293 }
4294
4295 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4296 {
4297         int is_subset;
4298
4299         if (!map1 || !map2)
4300                 return -1;
4301         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4302         if (is_subset != 1)
4303                 return is_subset;
4304         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
4305         return is_subset;
4306 }
4307
4308 int isl_basic_map_is_strict_subset(
4309                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4310 {
4311         int is_subset;
4312
4313         if (!bmap1 || !bmap2)
4314                 return -1;
4315         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
4316         if (is_subset != 1)
4317                 return is_subset;
4318         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
4319         if (is_subset == -1)
4320                 return is_subset;
4321         return !is_subset;
4322 }
4323
4324 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4325 {
4326         int is_subset;
4327
4328         if (!map1 || !map2)
4329                 return -1;
4330         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4331         if (is_subset != 1)
4332                 return is_subset;
4333         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
4334         if (is_subset == -1)
4335                 return is_subset;
4336         return !is_subset;
4337 }
4338
4339 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
4340 {
4341         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
4342 }
4343
4344 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
4345 {
4346         if (!bmap)
4347                 return -1;
4348         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
4349 }
4350
4351 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
4352 {
4353         if (!bset)
4354                 return -1;
4355         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
4356 }
4357
4358 int isl_map_fast_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
4359 {
4360         if (!map)
4361                 return -1;
4362
4363         return map->n == 1 && isl_basic_map_is_universe(map->p[0]);
4364 }
4365
4366 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
4367 {
4368         struct isl_basic_set *bset = NULL;
4369         struct isl_vec *sample = NULL;
4370         int empty;
4371         unsigned total;
4372
4373         if (!bmap)
4374                 return -1;
4375
4376         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4377                 return 1;
4378
4379         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
4380                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
4381                 copy = isl_basic_map_convex_hull(copy);
4382                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4383                 isl_basic_map_free(copy);
4384                 return empty;
4385         }
4386
4387         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
4388         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
4389                 int contains = basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
4390                 if (contains < 0)
4391                         return -1;
4392                 if (contains)
4393                         return 0;
4394         }
4395         isl_vec_free(bmap->sample);
4396         bmap->sample = NULL;
4397         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
4398         if (!bset)
4399                 return -1;
4400         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
4401         if (!sample)
4402                 return -1;
4403         empty = sample->size == 0;
4404         isl_vec_free(bmap->sample);
4405         bmap->sample = sample;
4406         if (empty)
4407                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4408
4409         return empty;
4410 }
4411
4412 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
4413 {
4414         if (!bmap)
4415                 return -1;
4416         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4417 }
4418
4419 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
4420 {
4421         if (!bset)
4422                 return -1;
4423         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
4424 }
4425
4426 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
4427 {
4428         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
4429 }
4430
4431 struct isl_map *isl_basic_map_union(
4432         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4433 {
4434         struct isl_map *map;
4435         if (!bmap1 || !bmap2)
4436                 return NULL;
4437
4438         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
4439
4440         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
4441         if (!map)
4442                 goto error;
4443         map = isl_map_add(map, bmap1);
4444         map = isl_map_add(map, bmap2);
4445         return map;
4446 error:
4447         isl_basic_map_free(bmap1);
4448         isl_basic_map_free(bmap2);
4449         return NULL;
4450 }
4451
4452 struct isl_set *isl_basic_set_union(
4453                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
4454 {
4455         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
4456                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
4457                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
4458 }
4459
4460 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
4461 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4462 {
4463         int i;
4464         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
4465
4466         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4467                 int pos;
4468                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4469                         continue;
4470                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
4471                                                             bmap->n_div-i);
4472                 if (pos == -1)
4473                         continue;
4474                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
4475                 --i;
4476         }
4477         return bmap;
4478 }
4479
4480 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
4481 {
4482         return (struct isl_basic_set *)
4483                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4484 }
4485
4486 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
4487  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
4488  *
4489  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
4490  * of the corresponding div in dst otherwise.
4491  */
4492 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
4493                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
4494 {
4495         int i;
4496
4497         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
4498
4499         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
4500         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
4501                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
4502                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
4503                                                 dst->n_div - div) == -1)
4504                         return i;
4505         return -1;
4506 }
4507
4508 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
4509                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
4510 {
4511         int i;
4512         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
4513
4514         if (!dst || !src)
4515                 goto error;
4516
4517         if (src->n_div == 0)
4518                 return dst;
4519
4520         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
4521                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
4522
4523         src = isl_basic_map_order_divs(src);
4524         dst = isl_basic_map_cow(dst);
4525         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
4526                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
4527         if (!dst)
4528                 return NULL;
4529         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
4530                 int j = find_div(dst, src, i);
4531                 if (j < 0) {
4532                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
4533                         if (j < 0)
4534                                 goto error;
4535                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
4536                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
4537                         if (add_div_constraints(dst, j) < 0)
4538                                 goto error;
4539                 }
4540                 if (j != i)
4541                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
4542         }
4543         return dst;
4544 error:
4545         isl_basic_map_free(dst);
4546         return NULL;
4547 }
4548
4549 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
4550                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
4551 {
4552         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
4553                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
4554 }
4555
4556 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
4557 {
4558         int i;
4559
4560         if (!map)
4561                 return NULL;
4562         if (map->n == 0)
4563                 return map;
4564         map = isl_map_compute_divs(map);
4565         map = isl_map_cow(map);
4566         if (!map)
4567                 return NULL;
4568
4569         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4570                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
4571         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4572                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
4573
4574         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4575         return map;
4576 }
4577
4578 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
4579 {
4580         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
4581 }
4582
4583 static struct isl_map *add_cut_constraint(struct isl_map *dst,
4584                 struct isl_basic_map *src, isl_int *c,
4585                 unsigned len, int oppose)
4586 {
4587         struct isl_basic_map *copy = NULL;
4588         int is_empty;
4589         int k;
4590         unsigned total;
4591
4592         copy = isl_basic_map_copy(src);
4593         copy = isl_basic_map_cow(copy);
4594         if (!copy)
4595                 goto error;
4596         copy = isl_basic_map_extend_constraints(copy, 0, 1);
4597         k = isl_basic_map_alloc_inequality(copy);
4598         if (k < 0)
4599                 goto error;
4600         if (oppose)
4601                 isl_seq_neg(copy->ineq[k], c, len);
4602         else
4603                 isl_seq_cpy(copy->ineq[k], c, len);
4604         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(copy);
4605         isl_seq_clr(copy->ineq[k]+len, total - len);
4606         isl_inequality_negate(copy, k);
4607         copy = isl_basic_map_simplify(copy);
4608         copy = isl_basic_map_finalize(copy);
4609         is_empty = isl_basic_map_is_empty(copy);
4610         if (is_empty < 0)
4611                 goto error;
4612         if (!is_empty)
4613                 dst = isl_map_add(dst, copy);
4614         else
4615                 isl_basic_map_free(copy);
4616         return dst;
4617 error:
4618         isl_basic_map_free(copy);
4619         isl_map_free(dst);
4620         return NULL;
4621 }
4622
4623 static struct isl_map *subtract(struct isl_map *map, struct isl_basic_map *bmap)
4624 {
4625         int i, j, k;
4626         unsigned flags = 0;
4627         struct isl_map *rest = NULL;
4628         unsigned max;
4629         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4630
4631         map = isl_map_cow(map);
4632
4633         if (!map || !bmap)
4634                 goto error;
4635
4636         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4637                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4638
4639         max = map->n * (2 * bmap->n_eq + bmap->n_ineq);
4640         rest = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), max, flags);
4641         if (!rest)
4642                 goto error;
4643
4644         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4645                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], bmap);
4646                 if (!map->p[i])
4647                         goto error;
4648         }
4649
4650         for (j = 0; j < map->n; ++j)
4651                 map->p[j] = isl_basic_map_cow(map->p[j]);
4652
4653         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
4654                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
4655                         rest = add_cut_constraint(rest,
4656                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 0);
4657                         if (!rest)
4658                                 goto error;
4659
4660                         rest = add_cut_constraint(rest,
4661                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 1);
4662                         if (!rest)
4663                                 goto error;
4664
4665                         map->p[j] = isl_basic_map_extend_constraints(map->p[j],
4666                                 1, 0);
4667                         if (!map->p[j])
4668                                 goto error;
4669                         k = isl_basic_map_alloc_equality(map->p[j]);
4670                         if (k < 0)
4671                                 goto error;
4672                         isl_seq_cpy(map->p[j]->eq[k], bmap->eq[i], 1+total);
4673                         isl_seq_clr(map->p[j]->eq[k]+1+total,
4674                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
4675                 }
4676         }
4677
4678         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
4679                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
4680                         rest = add_cut_constraint(rest,
4681                                 map->p[j], bmap->ineq[i], 1+total, 0);
4682                         if (!rest)
4683                                 goto error;
4684
4685                         map->p[j] = isl_basic_map_extend_constraints(map->p[j],
4686                                 0, 1);
4687                         if (!map->p[j])
4688                                 goto error;
4689                         k = isl_basic_map_alloc_inequality(map->p[j]);
4690                         if (k < 0)
4691                                 goto error;
4692                         isl_seq_cpy(map->p[j]->ineq[k], bmap->ineq[i], 1+total);
4693                         isl_seq_clr(map->p[j]->ineq[k]+1+total,
4694                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
4695                 }
4696         }
4697
4698         isl_map_free(map);
4699         return rest;
4700 error:
4701         isl_map_free(map);
4702         isl_map_free(rest);
4703         return NULL;
4704 }
4705
4706 struct isl_map *isl_map_subtract(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4707 {
4708         int i;
4709         if (!map1 || !map2)
4710                 goto error;
4711
4712         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4713
4714         if (isl_map_is_empty(map2)) {
4715                 isl_map_free(map2);
4716                 return map1;
4717         }
4718
4719         map1 = isl_map_compute_divs(map1);
4720         map2 = isl_map_compute_divs(map2);
4721         if (!map1 || !map2)
4722                 goto error;
4723
4724         map1 = isl_map_remove_empty_parts(map1);
4725         map2 = isl_map_remove_empty_parts(map2);
4726
4727         for (i = 0; map1 && i < map2->n; ++i)
4728                 map1 = subtract(map1, map2->p[i]);
4729
4730         isl_map_free(map2);
4731         return map1;
4732 error:
4733         isl_map_free(map1);
4734         isl_map_free(map2);
4735         return NULL;
4736 }
4737
4738 struct isl_set *isl_set_subtract(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4739 {
4740         return (struct isl_set *)
4741                 isl_map_subtract(
4742                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4743 }
4744
4745 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
4746 {
4747         if (!set || !map)
4748                 goto error;
4749         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
4750         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
4751         set = isl_map_range(map);
4752         return set;
4753 error:
4754         isl_set_free(set);
4755         isl_map_free(map);
4756         return NULL;
4757 }
4758
4759 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
4760  * the meaning of the set.
4761  */
4762 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
4763 {
4764         int i;
4765
4766         if (!map)
4767                 return NULL;
4768
4769         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
4770                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4771                         continue;
4772                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4773                 if (i != map->n-1) {
4774                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4775                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
4776                 }
4777                 map->n--;
4778         }
4779
4780         return map;
4781 }
4782
4783 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
4784 {
4785         return (struct isl_set *)
4786                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
4787 }
4788
4789 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
4790 {
4791         struct isl_basic_map *bmap;
4792         if (!map || map->n == 0)
4793                 return NULL;
4794         bmap = map->p[map->n-1];
4795         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
4796         return isl_basic_map_copy(bmap);
4797 }
4798
4799 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
4800 {
4801         return (struct isl_basic_set *)
4802                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
4803 }
4804
4805 struct isl_map *isl_map_drop_basic_map(struct isl_map *map,
4806                                                 struct isl_basic_map *bmap)
4807 {
4808         int i;
4809
4810         if (!map || !bmap)
4811                 goto error;
4812         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
4813                 if (map->p[i] != bmap)
4814                         continue;
4815                 map = isl_map_cow(map);
4816                 if (!map)
4817                         goto error;
4818                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4819                 if (i != map->n-1) {
4820                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
4821                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
4822                 }
4823                 map->n--;
4824                 return map;
4825         }
4826         isl_basic_map_free(bmap);
4827         return map;
4828 error:
4829         isl_map_free(map);
4830         isl_basic_map_free(bmap);
4831         return NULL;
4832 }
4833
4834 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
4835                                                 struct isl_basic_set *bset)
4836 {
4837         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
4838                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
4839 }
4840
4841 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
4842  * for any common value of the parameters and dimensions preceding dim
4843  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
4844  * smaller or larger than those in bset2.
4845  *
4846  * Returns
4847  *       1 if bset1 follows bset2
4848  *      -1 if bset1 precedes bset2
4849  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
4850  *      -2 if some error occurred.
4851  */
4852 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
4853         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
4854 {
4855         struct isl_dim *dims;
4856         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
4857         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
4858         struct isl_ctx *ctx;
4859         struct isl_vec *obj;
4860         unsigned total;
4861         unsigned nparam;
4862         unsigned dim1, dim2;
4863         isl_int num, den;
4864         enum isl_lp_result res;
4865         int cmp;
4866
4867         if (!bset1 || !bset2)
4868                 return -2;
4869
4870         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
4871         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
4872         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
4873         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
4874         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
4875         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
4876         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
4877         if (!bmap1 || !bmap2)
4878                 goto error;
4879         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
4880         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
4881                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
4882                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
4883         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
4884         if (!bmap1)
4885                 goto error;
4886         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
4887         ctx = bmap1->ctx;
4888         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
4889         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
4890         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
4891         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
4892         if (!obj)
4893                 goto error;
4894         isl_int_init(num);
4895         isl_int_init(den);
4896         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 0, obj->block.data, ctx->one,
4897                                         &num, &den, NULL);
4898         if (res == isl_lp_empty)
4899                 cmp = 0;
4900         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(num))
4901                 cmp = 1;
4902         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(num)) ||
4903                   res == isl_lp_unbounded)
4904                 cmp = -1;
4905         else
4906                 cmp = -2;
4907         isl_int_clear(num);
4908         isl_int_clear(den);
4909         isl_basic_map_free(bmap1);
4910         isl_vec_free(obj);
4911         return cmp;
4912 error:
4913         isl_basic_map_free(bmap1);
4914         isl_basic_map_free(bmap2);
4915         return -2;
4916 }
4917
4918 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
4919         unsigned pos, isl_int *val)
4920 {
4921         int i;
4922         int d;
4923         unsigned total;
4924
4925         if (!bmap)
4926                 return -1;
4927         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4928         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
4929                 for (; d+1 > pos; --d)
4930                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
4931                                 break;
4932                 if (d != pos)
4933                         continue;
4934                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
4935                         return 0;
4936                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
4937                         return 0;
4938                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
4939                         return 0;
4940                 if (val)
4941                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
4942                 return 1;
4943         }
4944         return 0;
4945 }
4946
4947 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
4948         unsigned pos, isl_int *val)
4949 {
4950         int i;
4951         isl_int v;
4952         isl_int tmp;
4953         int fixed;
4954
4955         if (!map)
4956                 return -1;
4957         if (map->n == 0)
4958                 return 0;
4959         if (map->n == 1)
4960                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
4961         isl_int_init(v);
4962         isl_int_init(tmp);
4963         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
4964         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
4965                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
4966                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
4967                         fixed = 0;
4968         }
4969         if (val)
4970                 isl_int_set(*val, v);
4971         isl_int_clear(tmp);
4972         isl_int_clear(v);
4973         return fixed;
4974 }
4975
4976 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
4977         unsigned pos, isl_int *val)
4978 {
4979         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
4980                                                 pos, val);
4981 }
4982
4983 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
4984         isl_int *val)
4985 {
4986         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
4987 }
4988
4989 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
4990         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
4991 {
4992         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
4993                 return -1;
4994         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
4995                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
4996 }
4997
4998 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
4999         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5000 {
5001         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5002                 return -1;
5003         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
5004                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
5005 }
5006
5007 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5008  * then return this fixed value in *val.
5009  */
5010 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
5011         isl_int *val)
5012 {
5013         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
5014                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
5015 }
5016
5017 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5018  * then return this fixed value in *val.
5019  */
5020 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
5021 {
5022         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
5023 }
5024
5025 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
5026  * then return this fixed value in *val.
5027  */
5028 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
5029 {
5030         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
5031 }
5032
5033 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
5034  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
5035  */
5036 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
5037         unsigned dim, isl_int *val)
5038 {
5039         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
5040         isl_int *c;
5041         unsigned total;
5042         unsigned nparam;
5043
5044         if (!bset)
5045                 return -1;
5046         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5047         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5048         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5049                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
5050                         continue;
5051                 if (i_eq != -1)
5052                         return 0;
5053                 i_eq = i;
5054         }
5055         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5056                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
5057                         continue;
5058                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
5059                         return 0;
5060                 i_ineq = i;
5061         }
5062         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
5063                 return 0;
5064         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
5065         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
5066         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
5067                 return 0;
5068         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
5069                 return 0;
5070         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
5071                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
5072                 return 0;
5073         if (val)
5074                 isl_int_neg(*val, c[0]);
5075         return 1;
5076 }
5077
5078 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
5079         unsigned dim, isl_int *val)
5080 {
5081         int i;
5082         isl_int v;
5083         isl_int tmp;
5084         int fixed;
5085
5086         if (!set)
5087                 return -1;
5088         if (set->n == 0)
5089                 return 0;
5090         if (set->n == 1)
5091                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5092                                                                 dim, val);
5093         isl_int_init(v);
5094         isl_int_init(tmp);
5095         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5096                                                                 dim, &v);
5097         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
5098                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
5099                                                                 dim, &tmp);
5100                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5101                         fixed = 0;
5102         }
5103         if (val)
5104                 isl_int_set(*val, v);
5105         isl_int_clear(tmp);
5106         isl_int_clear(v);
5107         return fixed;
5108 }
5109
5110 struct constraint {
5111         unsigned        size;
5112         isl_int         *c;
5113 };
5114
5115 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
5116 {
5117         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
5118         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
5119         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
5120         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
5121 }
5122
5123 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
5124         struct isl_basic_map *bmap)
5125 {
5126         int i;
5127         struct constraint *c;
5128         unsigned total;
5129
5130         if (!bmap)
5131                 return NULL;
5132         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5133         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
5134         if (!c)
5135                 goto error;
5136         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
5137                 c[i].size = total;
5138                 c[i].c = bmap->ineq[i];
5139         }
5140         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
5141         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
5142                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
5143         free(c);
5144         return bmap;
5145 error:
5146         isl_basic_map_free(bmap);
5147         return NULL;
5148 }
5149
5150 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
5151 {
5152         if (!bmap)
5153                 return NULL;
5154         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
5155                 return bmap;
5156         bmap = isl_basic_map_convex_hull(bmap);
5157         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
5158         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
5159         return bmap;
5160 }
5161
5162 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
5163 {
5164         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
5165                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
5166 }
5167
5168 static int isl_basic_map_fast_cmp(const struct isl_basic_map *bmap1,
5169         const struct isl_basic_map *bmap2)
5170 {
5171         int i, cmp;
5172         unsigned total;
5173
5174         if (bmap1 == bmap2)
5175                 return 0;
5176         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
5177                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
5178         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
5179                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
5180         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
5181                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
5182         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
5183             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5184                 return 0;
5185         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5186                 return 1;
5187         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5188                 return -1;
5189         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
5190                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
5191         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
5192                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
5193         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
5194                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
5195         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
5196         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
5197                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
5198                 if (cmp)
5199                         return cmp;
5200         }
5201         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
5202                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
5203                 if (cmp)
5204                         return cmp;
5205         }
5206         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
5207                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
5208                 if (cmp)
5209                         return cmp;
5210         }
5211         return 0;
5212 }
5213
5214 static int isl_basic_map_fast_is_equal(struct isl_basic_map *bmap1,
5215         struct isl_basic_map *bmap2)
5216 {
5217         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
5218 }
5219
5220 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
5221 {
5222         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
5223         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
5224
5225         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
5226 }
5227
5228 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
5229  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
5230  * meaning of any possible other copies of map.
5231  */
5232 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
5233 {
5234         int i, j;
5235         struct isl_basic_map *bmap;
5236
5237         if (!map)
5238                 return NULL;
5239         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
5240                 return map;
5241         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5242                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5243                 if (!bmap)
5244                         goto error;
5245                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5246                 map->p[i] = bmap;
5247         }
5248         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
5249         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5250         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
5251         if (!map)
5252                 return NULL;
5253         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
5254                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
5255                         continue;
5256                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
5257                 for (j = i; j < map->n; ++j)
5258                         map->p[j-1] = map->p[j];
5259                 map->n--;
5260         }
5261         return map;
5262 error:
5263         isl_map_free(map);
5264         return NULL;
5265
5266 }
5267
5268 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
5269 {
5270         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
5271 }
5272
5273 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5274 {
5275         int i;
5276         int equal;
5277
5278         if (!map1 || !map2)
5279                 return -1;
5280
5281         if (map1 == map2)
5282                 return 1;
5283         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
5284                 return 0;
5285
5286         map1 = isl_map_copy(map1);
5287         map2 = isl_map_copy(map2);
5288         map1 = isl_map_normalize(map1);
5289         map2 = isl_map_normalize(map2);
5290         if (!map1 || !map2)
5291                 goto error;
5292         equal = map1->n == map2->n;
5293         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
5294                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
5295                 if (equal < 0)
5296                         goto error;
5297         }
5298         isl_map_free(map1);
5299         isl_map_free(map2);
5300         return equal;
5301 error:
5302         isl_map_free(map1);
5303         isl_map_free(map2);
5304         return -1;
5305 }
5306
5307 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5308 {
5309         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
5310                                                 (struct isl_map *)set2);
5311 }
5312
5313 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
5314  */
5315 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
5316         isl_int min, isl_int max)
5317 {
5318         int k;
5319         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5320
5321         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
5322         if (!bset)
5323                 goto error;
5324
5325         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5326         if (k < 0)
5327                 goto error;
5328         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
5329         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
5330
5331         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5332         if (k < 0)
5333                 goto error;
5334         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
5335         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
5336
5337         return bset;
5338 error:
5339         isl_basic_set_free(bset);
5340         return NULL;
5341 }
5342
5343 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
5344  */
5345 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
5346 {
5347         int i;
5348         unsigned dim;
5349         unsigned nparam;
5350         unsigned extra;
5351         unsigned n_eq;
5352         unsigned n_ineq;
5353         struct isl_basic_set *product = NULL;
5354
5355         if (!list)
5356                 goto error;
5357         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
5358         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
5359         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
5360         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
5361         extra = list->p[0]->n_div;
5362         n_eq = list->p[0]->n_eq;
5363         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
5364         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
5365                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
5366                 isl_assert(list->ctx,
5367                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
5368                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
5369                 extra += list->p[i]->n_div;
5370                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
5371                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
5372         }
5373         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
5374                                         n_eq, n_ineq);
5375         if (!product)
5376                 goto error;
5377         dim = 0;
5378         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
5379                 isl_basic_set_add_constraints(product,
5380                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
5381                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
5382         }
5383         isl_basic_set_list_free(list);
5384         return product;
5385 error:
5386         isl_basic_set_free(product);
5387         isl_basic_set_list_free(list);
5388         return NULL;
5389 }
5390
5391 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
5392                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5393 {
5394         struct isl_dim *dim_result = NULL;
5395         struct isl_basic_map *bmap;
5396         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
5397         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
5398
5399         if (!bmap1 || !bmap2)
5400                 goto error;
5401
5402         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
5403                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
5404         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
5405                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
5406
5407         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
5408         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
5409         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
5410         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
5411         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
5412
5413         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
5414         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
5415         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
5416         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
5417         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
5418         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
5419         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
5420         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
5421         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
5422         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
5423         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
5424
5425         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
5426                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
5427                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
5428                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
5429         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
5430         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
5431         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5432         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5433 error:
5434         isl_basic_map_free(bmap1);
5435         isl_basic_map_free(bmap2);
5436         return NULL;
5437 }
5438
5439 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
5440  */
5441 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5442 {
5443         unsigned flags = 0;
5444         struct isl_map *result;
5445         int i, j;
5446
5447         if (!map1 || !map2)
5448                 goto error;
5449
5450         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
5451                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
5452
5453         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5454             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5455                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5456
5457         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
5458                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
5459                                 map1->n * map2->n, flags);
5460         if (!result)
5461                 goto error;
5462         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5463                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5464                         struct isl_basic_map *part;
5465                         part = isl_basic_map_product(
5466                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5467                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
5468                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
5469                                 isl_basic_map_free(part);
5470                         else
5471                                 result = isl_map_add(result, part);
5472                         if (!result)
5473                                 goto error;
5474                 }
5475         isl_map_free(map1);
5476         isl_map_free(map2);
5477         return result;
5478 error:
5479         isl_map_free(map1);
5480         isl_map_free(map2);
5481         return NULL;
5482 }
5483
5484 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
5485  */
5486 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5487 {
5488         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
5489                                                  (struct isl_map *)set2);
5490 }
5491
5492 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
5493 {
5494         int i;
5495         uint32_t hash = isl_hash_init();
5496         unsigned total;
5497
5498         if (!bset)
5499                 return 0;
5500         bset = isl_basic_set_copy(bset);
5501         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
5502         if (!bset)
5503                 return 0;
5504         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5505         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
5506         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5507                 uint32_t c_hash;
5508                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
5509                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5510         }
5511         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
5512         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5513                 uint32_t c_hash;
5514                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
5515                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5516         }
5517         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
5518         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
5519                 uint32_t c_hash;
5520                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
5521                         continue;
5522                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
5523                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
5524                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5525         }
5526         isl_basic_set_free(bset);
5527         return hash;
5528 }
5529
5530 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
5531 {
5532         int i;
5533         uint32_t hash;
5534
5535         if (!set)
5536                 return 0;
5537         set = isl_set_copy(set);
5538         set = isl_set_normalize(set);
5539         if (!set)
5540                 return 0;
5541
5542         hash = isl_hash_init();
5543         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5544                 uint32_t bset_hash;
5545                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
5546                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
5547         }
5548
5549         isl_set_free(set);
5550
5551         return hash;
5552 }
5553
5554 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
5555  * by the values of the other parameters and variables.
5556  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
5557  */
5558 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
5559 {
5560         int i;
5561         unsigned nparam;
5562
5563         if (!bset)
5564                 return -1;
5565         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5566         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
5567                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
5568                         return 1;
5569         return 0;
5570 }
5571
5572 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
5573  * by the values of the other parameters and variables.
5574  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
5575  * for each of the subsets.
5576  */
5577 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
5578 {
5579         int i;
5580
5581         if (!set)
5582                 return -1;
5583         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5584                 int unique;
5585                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
5586                 if (unique != 1)
5587                         return unique;
5588         }
5589         return 1;
5590 }
5591
5592 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
5593         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
5594 {
5595         int i;
5596
5597         if (!map)
5598                 return -1;
5599
5600         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5601                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
5602                         return -1;
5603
5604         return 0;
5605 }
5606
5607 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
5608         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
5609 {
5610         int i;
5611
5612         if (!set)
5613                 return -1;
5614
5615         for (i = 0; i < set->n; ++i)
5616                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
5617                         return -1;
5618
5619         return 0;
5620 }
5621
5622 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
5623 {
5624         struct isl_dim *dim;
5625         struct isl_basic_map *bmap;
5626         unsigned n_set;
5627         unsigned n_div;
5628         unsigned n_param;
5629         unsigned total;
5630         int i, k, l;
5631
5632         set = isl_set_align_divs(set);
5633
5634         if (!set)
5635                 return NULL;
5636
5637         dim = isl_set_get_dim(set);
5638         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
5639                 isl_set_free(set);
5640                 return isl_map_identity(dim);
5641         }
5642
5643         n_div = set->p[0]->n_div;
5644         dim = isl_dim_map(dim);
5645         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
5646         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
5647         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
5648         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
5649         for (i = 0; i < n_set; ++i)
5650                 bmap = var_equal(bmap, i);
5651
5652         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
5653         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
5654                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5655                 if (k < 0)
5656                         goto error;
5657                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
5658                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
5659                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
5660                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
5661                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
5662                             set->p[0]->div[i][0]);
5663
5664                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5665                 if (l < 0)
5666                         goto error;
5667                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
5668                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
5669                             set->p[0]->div[i][0]);
5670                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
5671         }
5672
5673         isl_set_free(set);
5674         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5675 error:
5676         isl_set_free(set);
5677         isl_basic_map_free(bmap);
5678         return NULL;
5679 }
5680
5681 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
5682 {
5683         unsigned dim;
5684         int size = 0;
5685
5686         if (!bset)
5687                 return -1;
5688
5689         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
5690         size += bset->n_eq * (1 + dim);
5691         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
5692         size += bset->n_div * (2 + dim);
5693
5694         return size;
5695 }
5696
5697 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
5698 {
5699         int i;
5700         int size = 0;
5701
5702         if (!set)
5703                 return -1;
5704
5705         for (i = 0; i < set->n; ++i)
5706                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
5707
5708         return size;
5709 }