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 struct isl_map *isl_map_remove(struct isl_map *map,
1243         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1244 {
1245         int i;
1246
1247         if (n == 0)
1248                 return map;
1249
1250         map = isl_map_cow(map);
1251         if (!map)
1252                 return NULL;
1253         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1254
1255         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1256                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1257                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1258                 if (!map->p[i])
1259                         goto error;
1260         }
1261         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1262         return map;
1263 error:
1264         isl_map_free(map);
1265         return NULL;
1266 }
1267
1268 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1269 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1270         unsigned first, unsigned n)
1271 {
1272         return isl_map_remove(map, isl_dim_in, first, n);
1273 }
1274
1275 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1276 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(struct isl_basic_set *bset,
1277         unsigned first, unsigned n)
1278 {
1279         unsigned nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1280         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, nparam + first, n);
1281         bset = isl_basic_set_drop_dims(bset, first, n);
1282         return bset;
1283 }
1284
1285 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1286                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1287 {
1288         const char *name;
1289         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1290         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1291         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1292         if (!pos)
1293                 isl_int_print(out, c, 0);
1294         else {
1295                 if (!isl_int_is_one(c))
1296                         isl_int_print(out, c, 0);
1297                 if (pos < 1 + nparam) {
1298                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1299                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1300                         if (name)
1301                                 fprintf(out, "%s", name);
1302                         else
1303                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1304                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1305                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1306                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1307                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1308                 else
1309                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1310         }
1311 }
1312
1313 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1314                                 int sign, FILE *out)
1315 {
1316         int i;
1317         int first;
1318         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1319         isl_int v;
1320
1321         isl_int_init(v);
1322         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1323                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1324                         continue;
1325                 if (!first)
1326                         fprintf(out, " + ");
1327                 first = 0;
1328                 isl_int_abs(v, c[i]);
1329                 dump_term(bmap, v, i, out);
1330         }
1331         isl_int_clear(v);
1332         if (first)
1333                 fprintf(out, "0");
1334 }
1335
1336 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1337                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1338 {
1339         int i;
1340
1341         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1342
1343         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1344         fprintf(out, " %s ", op);
1345         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1346
1347         fprintf(out, "\n");
1348
1349         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1350                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1351                         continue;
1352                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1353                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1354                 abort();
1355         }
1356 }
1357
1358 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1359                                 isl_int **c, unsigned n,
1360                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1361 {
1362         int i;
1363
1364         for (i = 0; i < n; ++i)
1365                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1366 }
1367
1368 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1369 {
1370         int j;
1371         int first = 1;
1372         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1373
1374         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1375                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1376                         continue;
1377                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1378                         fprintf(out, "+");
1379                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1380                 first = 0;
1381         }
1382 }
1383
1384 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1385 {
1386         int i;
1387
1388         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1389         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1390
1391         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1392                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1393                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1394                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1395                 fprintf(out, ")/");
1396                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1397                 fprintf(out, "]\n");
1398         }
1399 }
1400
1401 void isl_basic_set_dump(struct isl_basic_set *bset, FILE *out, int indent)
1402 {
1403         if (!bset) {
1404                 fprintf(out, "null basic set\n");
1405                 return;
1406         }
1407
1408         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1409         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1410                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1411                         bset->extra, bset->flags);
1412         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1413 }
1414
1415 void isl_basic_map_dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1416 {
1417         if (!bmap) {
1418                 fprintf(out, "null basic map\n");
1419                 return;
1420         }
1421
1422         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1423         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1424                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1425                 bmap->ref,
1426                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1427                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1428         dump(bmap, out, indent);
1429 }
1430
1431 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1432 {
1433         unsigned total;
1434         if (!bmap)
1435                 return -1;
1436         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1437         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1438         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1439         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1440         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1441         return 0;
1442 }
1443
1444 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1445 {
1446         struct isl_set *set;
1447
1448         if (!dim)
1449                 return NULL;
1450         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
1451         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
1452         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1453                         sizeof(struct isl_set) +
1454                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1455         if (!set)
1456                 goto error;
1457
1458         set->ctx = dim->ctx;
1459         isl_ctx_ref(set->ctx);
1460         set->ref = 1;
1461         set->size = n;
1462         set->n = 0;
1463         set->dim = dim;
1464         set->flags = flags;
1465         return set;
1466 error:
1467         isl_dim_free(dim);
1468         return NULL;
1469 }
1470
1471 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1472                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1473 {
1474         struct isl_set *set;
1475         struct isl_dim *dims;
1476
1477         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1478         if (!dims)
1479                 return NULL;
1480
1481         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1482         return set;
1483 }
1484
1485 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1486  */
1487 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1488 {
1489         int i;
1490         struct isl_map *grown = NULL;
1491
1492         if (!map)
1493                 return NULL;
1494         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1495         if (map->n + n <= map->size)
1496                 return map;
1497         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1498         if (!grown)
1499                 goto error;
1500         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1501                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1502                 if (!grown->p[i])
1503                         goto error;
1504                 grown->n++;
1505         }
1506         isl_map_free(map);
1507         return grown;
1508 error:
1509         isl_map_free(grown);
1510         isl_map_free(map);
1511         return NULL;
1512 }
1513
1514 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1515  */
1516 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1517 {
1518         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1519 }
1520
1521 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1522 {
1523         int i;
1524         struct isl_set *dup;
1525
1526         if (!set)
1527                 return NULL;
1528
1529         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1530         if (!dup)
1531                 return NULL;
1532         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1533                 dup = isl_set_add(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1534         return dup;
1535 }
1536
1537 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1538 {
1539         struct isl_set *set;
1540
1541         if (!bset)
1542                 return NULL;
1543
1544         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1545         if (!set) {
1546                 isl_basic_set_free(bset);
1547                 return NULL;
1548         }
1549         return isl_set_add(set, bset);
1550 }
1551
1552 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1553 {
1554         struct isl_map *map;
1555
1556         if (!bmap)
1557                 return NULL;
1558
1559         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1560         if (!map) {
1561                 isl_basic_map_free(bmap);
1562                 return NULL;
1563         }
1564         return isl_map_add(map, bmap);
1565 }
1566
1567 struct isl_set *isl_set_add(struct isl_set *set, struct isl_basic_set *bset)
1568 {
1569         return (struct isl_set *)isl_map_add((struct isl_map *)set,
1570                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1571 }
1572
1573 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1574 {
1575         int i;
1576
1577         if (!set)
1578                 return;
1579
1580         if (--set->ref > 0)
1581                 return;
1582
1583         isl_ctx_deref(set->ctx);
1584         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1585                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1586         isl_dim_free(set->dim);
1587         free(set);
1588 }
1589
1590 void isl_set_dump(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1591 {
1592         int i;
1593
1594         if (!set) {
1595                 fprintf(out, "null set\n");
1596                 return;
1597         }
1598
1599         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1600         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
1601                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
1602                         set->flags);
1603         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1604                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1605                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1606                 isl_basic_set_dump(set->p[i], out, indent+4);
1607         }
1608 }
1609
1610 void isl_map_dump(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
1611 {
1612         int i;
1613
1614         if (!map) {
1615                 fprintf(out, "null map\n");
1616                 return;
1617         }
1618
1619         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1620         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
1621                      "flags: %x, n_name: %d\n",
1622                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
1623                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
1624         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1625                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1626                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1627                 isl_basic_map_dump(map->p[i], out, indent+4);
1628         }
1629 }
1630
1631 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1632                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1633 {
1634         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1635         struct isl_dim *dim;
1636
1637         if (!bmap || !bset)
1638                 goto error;
1639
1640         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1641                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1642
1643         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1644                 isl_assert(bset->ctx,
1645                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
1646
1647         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1648         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1649                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1650         if (!bmap)
1651                 goto error;
1652         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
1653         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1654         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
1655
1656         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1657         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1658 error:
1659         isl_basic_map_free(bmap);
1660         isl_basic_set_free(bset);
1661         return NULL;
1662 }
1663
1664 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1665                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1666 {
1667         struct isl_basic_map *bmap_range;
1668
1669         if (!bmap || !bset)
1670                 goto error;
1671
1672         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1673                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1674
1675         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1676                 isl_assert(bset->ctx,
1677                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
1678
1679         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1680         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1681                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1682         if (!bmap)
1683                 goto error;
1684         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
1685         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
1686
1687         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1689 error:
1690         isl_basic_map_free(bmap);
1691         isl_basic_set_free(bset);
1692         return NULL;
1693 }
1694
1695 static int basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
1696 {
1697         int i;
1698         unsigned total;
1699         isl_int s;
1700
1701         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1702         if (total != vec->size)
1703                 return -1;
1704
1705         isl_int_init(s);
1706
1707         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1708                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
1709                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
1710                         isl_int_clear(s);
1711                         return 0;
1712                 }
1713         }
1714
1715         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1716                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
1717                 if (isl_int_is_neg(s)) {
1718                         isl_int_clear(s);
1719                         return 0;
1720                 }
1721         }
1722
1723         isl_int_clear(s);
1724
1725         return 1;
1726 }
1727
1728 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
1729 {
1730         return basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
1731 }
1732
1733 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1734                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1735 {
1736         struct isl_vec *sample = NULL;
1737
1738         if (!bmap1 || !bmap2)
1739                 goto error;
1740
1741         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
1742                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
1743         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
1744                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
1745             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1746                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1747                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
1748
1749         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1750                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1751                 isl_assert(bmap1->ctx,
1752                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
1753
1754         if (bmap1->sample &&
1755             basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
1756             basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
1757                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
1758         else if (bmap2->sample &&
1759             basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
1760             basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
1761                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
1762
1763         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
1764         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
1765                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1766         if (!bmap1)
1767                 goto error;
1768         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
1769
1770         if (sample) {
1771                 isl_vec_free(bmap1->sample);
1772                 bmap1->sample = sample;
1773         }
1774
1775         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
1776         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
1777 error:
1778         if (sample)
1779                 isl_vec_free(sample);
1780         isl_basic_map_free(bmap1);
1781         isl_basic_map_free(bmap2);
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1786                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
1787 {
1788         return (struct isl_basic_set *)
1789                 isl_basic_map_intersect(
1790                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1791                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1792 }
1793
1794 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
1795 {
1796         unsigned flags = 0;
1797         struct isl_map *result;
1798         int i, j;
1799
1800         if (!map1 || !map2)
1801                 goto error;
1802
1803         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
1804                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
1805         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
1806                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
1807             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
1808                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1809
1810         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
1811                 isl_assert(map1->ctx,
1812                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
1813
1814         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
1815             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
1816                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
1817
1818         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
1819                                 map1->n * map2->n, flags);
1820         if (!result)
1821                 goto error;
1822         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
1823                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
1824                         struct isl_basic_map *part;
1825                         part = isl_basic_map_intersect(
1826                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
1827                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
1828                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
1829                                 isl_basic_map_free(part);
1830                         else
1831                                 result = isl_map_add(result, part);
1832                         if (!result)
1833                                 goto error;
1834                 }
1835         isl_map_free(map1);
1836         isl_map_free(map2);
1837         return result;
1838 error:
1839         isl_map_free(map1);
1840         isl_map_free(map2);
1841         return NULL;
1842 }
1843
1844 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
1845 {
1846         return (struct isl_set *)
1847                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
1848                                   (struct isl_map *)set2);
1849 }
1850
1851 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
1852 {
1853         struct isl_dim *dim;
1854         struct isl_basic_set *bset;
1855         unsigned in;
1856
1857         if (!bmap)
1858                 return NULL;
1859         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1860         if (!bmap)
1861                 return NULL;
1862         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
1863         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1864         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
1865         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
1866         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1867 }
1868
1869 /* Turn final n dimensions into existentially quantified variables.
1870  */
1871 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
1872                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1873 {
1874         int i;
1875         size_t row_size;
1876         isl_int **new_div;
1877         isl_int *old;
1878
1879         if (!bset)
1880                 return NULL;
1881
1882         isl_assert(bset->ctx, type == isl_dim_set, goto error);
1883         isl_assert(bset->ctx, first + n == isl_basic_set_n_dim(bset), goto error);
1884
1885         if (n == 0)
1886                 return bset;
1887
1888         bset = isl_basic_set_cow(bset);
1889
1890         row_size = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
1891         old = bset->block2.data;
1892         bset->block2 = isl_blk_extend(bset->ctx, bset->block2,
1893                                         (bset->extra + n) * (1 + row_size));
1894         if (!bset->block2.data)
1895                 goto error;
1896         new_div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, bset->extra + n);
1897         if (!new_div)
1898                 goto error;
1899         for (i = 0; i < n; ++i) {
1900                 new_div[i] = bset->block2.data +
1901                                 (bset->extra + i) * (1 + row_size);
1902                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
1903         }
1904         for (i = 0; i < bset->extra; ++i)
1905                 new_div[n + i] = bset->block2.data + (bset->div[i] - old);
1906         free(bset->div);
1907         bset->div = new_div;
1908         bset->n_div += n;
1909         bset->extra += n;
1910         bset->dim = isl_dim_drop_outputs(bset->dim,
1911                                             isl_basic_set_n_dim(bset) - n, n);
1912         if (!bset->dim)
1913                 goto error;
1914         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
1915         bset = isl_basic_set_drop_redundant_divs(bset);
1916         return isl_basic_set_finalize(bset);
1917 error:
1918         isl_basic_set_free(bset);
1919         return NULL;
1920 }
1921
1922 /* Turn final n dimensions into existentially quantified variables.
1923  */
1924 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
1925                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1926 {
1927         int i;
1928
1929         if (!set)
1930                 return NULL;
1931
1932         isl_assert(set->ctx, type == isl_dim_set, goto error);
1933         isl_assert(set->ctx, first + n == isl_set_n_dim(set), goto error);
1934
1935         if (n == 0)
1936                 return set;
1937
1938         set = isl_set_cow(set);
1939         if (!set)
1940                 goto error;
1941         set->dim = isl_dim_drop_outputs(set->dim, first, n);
1942         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1943                 set->p[i] = isl_basic_set_project_out(set->p[i], type, first, n);
1944                 if (!set->p[i])
1945                         goto error;
1946         }
1947
1948         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1949         return set;
1950 error:
1951         isl_set_free(set);
1952         return NULL;
1953 }
1954
1955 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1956 {
1957         int i, j;
1958
1959         for (i = 0; i < n; ++i) {
1960                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
1961                 if (j < 0)
1962                         goto error;
1963                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
1964         }
1965         return bmap;
1966 error:
1967         isl_basic_map_free(bmap);
1968         return NULL;
1969 }
1970
1971 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
1972                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1973 {
1974         struct isl_dim *dim_result = NULL;
1975         struct isl_basic_map *bmap;
1976         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
1977         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
1978
1979         if (!bmap1 || !bmap2)
1980                 goto error;
1981
1982         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
1983                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
1984
1985         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
1986         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
1987         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
1988         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
1989
1990         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
1991         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
1992         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
1993         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
1994         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
1995         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
1996         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
1997         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
1998         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
1999         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2000         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2001
2002         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2003                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2004                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2005                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2006         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2007         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2008         bmap = add_divs(bmap, n);
2009         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2010         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2011         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2012 error:
2013         isl_basic_map_free(bmap1);
2014         isl_basic_map_free(bmap2);
2015         return NULL;
2016 }
2017
2018 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2019                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2020 {
2021         if (!bset || !bmap)
2022                 goto error;
2023
2024         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2025                     goto error);
2026
2027         return (struct isl_basic_set *)
2028                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2029 error:
2030         isl_basic_set_free(bset);
2031         isl_basic_map_free(bmap);
2032         return NULL;
2033 }
2034
2035 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2036                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2037 {
2038         if (!bmap1 || !bmap2)
2039                 goto error;
2040
2041         isl_assert(bmap1->ctx,
2042             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2043         isl_assert(bmap1->ctx,
2044             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2045             goto error);
2046
2047         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2048         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2049         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2050 error:
2051         isl_basic_map_free(bmap1);
2052         isl_basic_map_free(bmap2);
2053         return NULL;
2054 }
2055
2056 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2057  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2058  */
2059 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2060                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2061 {
2062         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2063         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2064         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2065         int i;
2066
2067         if (!bmap1 || !bmap2)
2068                 goto error;
2069
2070         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2071                 goto error);
2072
2073         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2074         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2075         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2076
2077         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2078         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2079         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2080         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2081         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2082         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2083         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2084         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2085         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2086         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2087         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2088
2089         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2090                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2091                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2092                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2093         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2094                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2095                 if (j < 0)
2096                         goto error;
2097                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2098                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2099                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2100                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2101         }
2102         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2103         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2104         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2105
2106         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2107         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2108 error:
2109         isl_basic_map_free(bmap);
2110         isl_basic_map_free(bmap1);
2111         isl_basic_map_free(bmap2);
2112         return NULL;
2113 }
2114
2115 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2116  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2117  */
2118 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2119 {
2120         struct isl_map *result;
2121         int i, j;
2122
2123         if (!map1 || !map2)
2124                 goto error;
2125
2126         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2127
2128         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2129                                 map1->n * map2->n, 0);
2130         if (!result)
2131                 goto error;
2132         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2133                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2134                         struct isl_basic_map *part;
2135                         part = isl_basic_map_sum(
2136                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2137                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2138                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2139                                 isl_basic_map_free(part);
2140                         else
2141                                 result = isl_map_add(result, part);
2142                         if (!result)
2143                                 goto error;
2144                 }
2145         isl_map_free(map1);
2146         isl_map_free(map2);
2147         return result;
2148 error:
2149         isl_map_free(map1);
2150         isl_map_free(map2);
2151         return NULL;
2152 }
2153
2154 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2155  */
2156 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2157 {
2158         int i, j;
2159         unsigned off, n;
2160
2161         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2162         if (!bmap)
2163                 return NULL;
2164
2165         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2166         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2167         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2168                 for (j = 0; j < n; ++j)
2169                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2170         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2171                 for (j = 0; j < n; ++j)
2172                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
2173         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2174                 for (j = 0; j < n; ++j)
2175                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
2176         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2177 }
2178
2179 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2180  */
2181 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2182 {
2183         int i;
2184
2185         map = isl_map_cow(map);
2186         if (!map)
2187                 return NULL;
2188
2189         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2190                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
2191                 if (!map->p[i])
2192                         goto error;
2193         }
2194
2195         return map;
2196 error:
2197         isl_map_free(map);
2198         return NULL;
2199 }
2200
2201 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
2202  * A -> floor(f(A)/d).
2203  */
2204 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
2205                 isl_int d)
2206 {
2207         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2208         struct isl_basic_map *result = NULL;
2209         struct isl_dim_map *dim_map;
2210         int i;
2211
2212         if (!bmap)
2213                 return NULL;
2214
2215         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2216         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2217         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2218
2219         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
2220         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2221         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2222         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2223         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
2224         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
2225
2226         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
2227                         bmap->n_div + n_out,
2228                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
2229         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
2230         result = add_divs(result, n_out);
2231         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2232                 int j;
2233                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2234                 if (j < 0)
2235                         goto error;
2236                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2237                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2238                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
2239                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2240                 if (j < 0)
2241                         goto error;
2242                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2243                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2244                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
2245                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
2246         }
2247
2248         result = isl_basic_map_simplify(result);
2249         return isl_basic_map_finalize(result);
2250 error:
2251         isl_basic_map_free(result);
2252         return NULL;
2253 }
2254
2255 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
2256  * A -> floor(f(A)/d).
2257  */
2258 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
2259 {
2260         int i;
2261
2262         map = isl_map_cow(map);
2263         if (!map)
2264                 return NULL;
2265
2266         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
2267         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2268         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2269                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
2270                 if (!map->p[i])
2271                         goto error;
2272         }
2273
2274         return map;
2275 error:
2276         isl_map_free(map);
2277         return NULL;
2278 }
2279
2280 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2281 {
2282         int i;
2283         unsigned nparam;
2284         unsigned n_in;
2285
2286         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2287         if (i < 0)
2288                 goto error;
2289         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2290         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2291         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2292         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
2293         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2294         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2295 error:
2296         isl_basic_map_free(bmap);
2297         return NULL;
2298 }
2299
2300 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
2301  */
2302 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2303 {
2304         int i;
2305         unsigned nparam;
2306         unsigned n_in;
2307
2308         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2309         if (i < 0)
2310                 goto error;
2311         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2312         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2313         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2314         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2315         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2316         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2317         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2318 error:
2319         isl_basic_map_free(bmap);
2320         return NULL;
2321 }
2322
2323 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
2324  */
2325 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2326 {
2327         int i;
2328         unsigned nparam;
2329         unsigned n_in;
2330
2331         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2332         if (i < 0)
2333                 goto error;
2334         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2335         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2336         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2337         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2338         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2339         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2340         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2341 error:
2342         isl_basic_map_free(bmap);
2343         return NULL;
2344 }
2345
2346 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
2347 {
2348         int i;
2349         struct isl_basic_map *bmap;
2350         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
2351         if (!bmap)
2352                 return NULL;
2353         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
2354                 bmap = var_equal(bmap, i);
2355         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2356 }
2357
2358 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos < o_pos
2359  */
2360 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2361 {
2362         int i;
2363         struct isl_basic_map *bmap;
2364         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2365         if (!bmap)
2366                 return NULL;
2367         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2368                 bmap = var_equal(bmap, i);
2369         if (bmap)
2370                 bmap = var_less(bmap, pos);
2371         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2372 }
2373
2374 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
2375  */
2376 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2377 {
2378         int i;
2379         struct isl_basic_map *bmap;
2380         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2381         if (!bmap)
2382                 return NULL;
2383         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2384                 bmap = var_equal(bmap, i);
2385         if (bmap)
2386                 bmap = var_more(bmap, pos);
2387         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2388 }
2389
2390 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
2391 {
2392         struct isl_map *map;
2393         unsigned dim;
2394         int i;
2395
2396         if (!dims)
2397                 return NULL;
2398         dim = dims->n_out;
2399         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), dim + equal, ISL_MAP_DISJOINT);
2400
2401         for (i = 0; i < dim; ++i)
2402                 map = isl_map_add(map,
2403                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
2404         if (equal)
2405                 map = isl_map_add(map,
2406                                   isl_basic_map_equal(isl_dim_copy(dims), dim));
2407
2408         isl_dim_free(dims);
2409         return map;
2410 }
2411
2412 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
2413 {
2414         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
2415 }
2416
2417 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
2418 {
2419         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
2420 }
2421
2422 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
2423 {
2424         struct isl_map *map;
2425         unsigned dim;
2426         int i;
2427
2428         if (!dims)
2429                 return NULL;
2430         dim = dims->n_out;
2431         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), dim + equal, ISL_MAP_DISJOINT);
2432
2433         for (i = 0; i < dim; ++i)
2434                 map = isl_map_add(map,
2435                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
2436         if (equal)
2437                 map = isl_map_add(map,
2438                                   isl_basic_map_equal(isl_dim_copy(dims), dim));
2439
2440         isl_dim_free(dims);
2441         return map;
2442 }
2443
2444 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
2445 {
2446         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
2447 }
2448
2449 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
2450 {
2451         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
2452 }
2453
2454 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
2455                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
2456 {
2457         struct isl_basic_map *bmap;
2458
2459         bset = isl_basic_set_cow(bset);
2460         if (!bset || !dim)
2461                 goto error;
2462
2463         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
2464         isl_dim_free(bset->dim);
2465         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
2466         bmap->dim = dim;
2467         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2468 error:
2469         isl_basic_set_free(bset);
2470         isl_dim_free(dim);
2471         return NULL;
2472 }
2473
2474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2475 {
2476         if (!bmap)
2477                 goto error;
2478         if (bmap->dim->n_in == 0)
2479                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
2480         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2481         if (!bmap)
2482                 goto error;
2483         bmap->dim = isl_dim_cow(bmap->dim);
2484         if (!bmap->dim)
2485                 goto error;
2486         bmap->dim->n_out += bmap->dim->n_in;
2487         bmap->dim->n_in = 0;
2488         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2489         return (struct isl_basic_set *)bmap;
2490 error:
2491         isl_basic_map_free(bmap);
2492         return NULL;
2493 }
2494
2495 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
2496  *
2497  *              f - m d >= 0
2498  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
2499  *
2500  * Note that the second constraint is the negation of
2501  *
2502  *              f - m d >= n
2503  */
2504 static int add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
2505 {
2506         int i, j;
2507         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2508         unsigned div_pos = 1 + total - bmap->n_div + div;
2509
2510         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2511         if (i < 0)
2512                 return -1;
2513         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], bmap->div[div]+1, 1+total);
2514         isl_int_neg(bmap->ineq[i][div_pos], bmap->div[div][0]);
2515
2516         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2517         if (j < 0)
2518                 return -1;
2519         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
2520         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][div_pos]);
2521         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
2522         return j;
2523 }
2524
2525 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
2526                 struct isl_basic_map *bmap)
2527 {
2528         if (!bmap)
2529                 goto error;
2530         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
2531                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
2532         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2533         if (!bmap)
2534                 goto error;
2535         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
2536         if (!bmap->dim)
2537                 goto error;
2538         bmap->extra -= bmap->n_div;
2539         bmap->n_div = 0;
2540         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2541         return (struct isl_basic_set *)bmap;
2542 error:
2543         return NULL;
2544 }
2545
2546 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
2547                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2548 {
2549         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
2550 }
2551
2552 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
2553         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
2554 {
2555         struct isl_basic_map *bmap;
2556         struct isl_ctx *ctx;
2557         unsigned total;
2558         int i;
2559
2560         if (!bset || !like)
2561                 goto error;
2562         ctx = bset->ctx;
2563         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
2564         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
2565         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
2566                         goto error);
2567         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
2568                 isl_basic_map_free(like);
2569                 return (struct isl_basic_map *)bset;
2570         }
2571         bset = isl_basic_set_cow(bset);
2572         if (!bset)
2573                 goto error;
2574         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
2575         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
2576         isl_dim_free(bmap->dim);
2577         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
2578         if (!bmap->dim)
2579                 goto error;
2580         bmap->n_div = like->n_div;
2581         bmap->extra += like->n_div;
2582         if (bmap->extra) {
2583                 unsigned ltotal;
2584                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
2585                 if (ltotal > total)
2586                         ltotal = total;
2587                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
2588                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
2589                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
2590                         goto error;
2591                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
2592                                                 bmap->extra);
2593                 if (!bmap->div)
2594                         goto error;
2595                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2596                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
2597                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2598                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
2599                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
2600                 }
2601                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
2602                                                         0, 2 * like->n_div);
2603                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2604                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2605                                 continue;
2606                         if (add_div_constraints(bmap, i) < 0)
2607                                 goto error;
2608                 }
2609         }
2610         isl_basic_map_free(like);
2611         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2612         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2613         return bmap;
2614 error:
2615         isl_basic_map_free(like);
2616         isl_basic_set_free(bset);
2617         return NULL;
2618 }
2619
2620 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
2621         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
2622 {
2623         return (struct isl_basic_set *)
2624                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
2625 }
2626
2627 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
2628         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
2629 {
2630         int i;
2631
2632         if (!set || !like)
2633                 goto error;
2634         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
2635                     goto error);
2636         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
2637                 isl_basic_set_free(like);
2638                 return set;
2639         }
2640         set = isl_set_cow(set);
2641         if (!set)
2642                 goto error;
2643         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2644                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
2645                                                       isl_basic_set_copy(like));
2646                 if (!set->p[i])
2647                         goto error;
2648         }
2649         isl_dim_free(set->dim);
2650         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
2651         if (!set->dim)
2652                 goto error;
2653         isl_basic_set_free(like);
2654         return set;
2655 error:
2656         isl_basic_set_free(like);
2657         isl_set_free(set);
2658         return NULL;
2659 }
2660
2661 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
2662 {
2663         int i;
2664
2665         map = isl_map_cow(map);
2666         if (!map)
2667                 return NULL;
2668         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
2669         if (!map->dim)
2670                 goto error;
2671
2672         for (i = 1; i < map->n; ++i)
2673                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
2674                                 goto error);
2675         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2676                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
2677                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
2678                 if (!map->p[i])
2679                         goto error;
2680         }
2681         if (map->n == 0)
2682                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
2683         else {
2684                 isl_dim_free(map->dim);
2685                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
2686         }
2687         if (!map->dim)
2688                 goto error;
2689         return (struct isl_set *)map;
2690 error:
2691         isl_map_free(map);
2692         return NULL;
2693 }
2694
2695 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
2696 {
2697         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
2698 }
2699
2700 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
2701 {
2702         struct isl_basic_set *domain;
2703         unsigned n_in;
2704         unsigned n_out;
2705         if (!bmap)
2706                 return NULL;
2707         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2708         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2709         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2710         return isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
2711 }
2712
2713 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
2714 {
2715         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
2716 }
2717
2718 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
2719 {
2720         int i;
2721         struct isl_set *set;
2722
2723         if (!map)
2724                 goto error;
2725         map = isl_map_cow(map);
2726         if (!map)
2727                 goto error;
2728
2729         set = (struct isl_set *) map;
2730         if (set->dim->n_in != 0) {
2731                 set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
2732                 if (!set->dim)
2733                         goto error;
2734         }
2735         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2736                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
2737                 if (!set->p[i])
2738                         goto error;
2739         }
2740         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2741         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
2742         return set;
2743 error:
2744         isl_map_free(map);
2745         return NULL;
2746 }
2747
2748 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
2749 {
2750         int i;
2751         struct isl_map *map = NULL;
2752
2753         set = isl_set_cow(set);
2754         if (!set || !dim)
2755                 goto error;
2756         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
2757         map = (struct isl_map *)set;
2758         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2759                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
2760                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
2761                 if (!map->p[i])
2762                         goto error;
2763         }
2764         isl_dim_free(map->dim);
2765         map->dim = dim;
2766         return map;
2767 error:
2768         isl_dim_free(dim);
2769         isl_set_free(set);
2770         return NULL;
2771 }
2772
2773 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
2774 {
2775         return (struct isl_map *)set;
2776 }
2777
2778 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
2779 {
2780         int i;
2781         struct isl_set *set = NULL;
2782
2783         if (!map)
2784                 return NULL;
2785         map = isl_map_cow(map);
2786         if (!map)
2787                 return NULL;
2788         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
2789         if (!map->dim)
2790                 goto error;
2791         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
2792         map->dim->n_in = 0;
2793         set = (struct isl_set *)map;
2794         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2795                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
2796                 if (!set->p[i])
2797                         goto error;
2798         }
2799         return set;
2800 error:
2801         isl_map_free(map);
2802         return NULL;
2803 }
2804
2805 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
2806 {
2807         struct isl_map *map;
2808
2809         if (!dim)
2810                 return NULL;
2811         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
2812         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
2813                         sizeof(struct isl_map) +
2814                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
2815         if (!map)
2816                 goto error;
2817
2818         map->ctx = dim->ctx;
2819         isl_ctx_ref(map->ctx);
2820         map->ref = 1;
2821         map->size = n;
2822         map->n = 0;
2823         map->dim = dim;
2824         map->flags = flags;
2825         return map;
2826 error:
2827         isl_dim_free(dim);
2828         return NULL;
2829 }
2830
2831 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2832                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
2833                 unsigned flags)
2834 {
2835         struct isl_map *map;
2836         struct isl_dim *dims;
2837
2838         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
2839         if (!dims)
2840                 return NULL;
2841
2842         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
2843         return map;
2844 }
2845
2846 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
2847 {
2848         struct isl_basic_map *bmap;
2849         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
2850         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2851         return bmap;
2852 }
2853
2854 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
2855 {
2856         struct isl_basic_set *bset;
2857         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
2858         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
2859         return bset;
2860 }
2861
2862 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
2863 {
2864         struct isl_basic_map *bmap;
2865         if (!model)
2866                 return NULL;
2867         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2868         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2869         return bmap;
2870 }
2871
2872 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_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_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
2883 {
2884         struct isl_basic_set *bset;
2885         if (!model)
2886                 return NULL;
2887         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2888         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
2889         return bset;
2890 }
2891
2892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
2893 {
2894         struct isl_basic_map *bmap;
2895         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
2896         return bmap;
2897 }
2898
2899 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
2900 {
2901         struct isl_basic_set *bset;
2902         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
2903         return bset;
2904 }
2905
2906 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
2907                 __isl_keep isl_basic_map *model)
2908 {
2909         if (!model)
2910                 return NULL;
2911         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2912 }
2913
2914 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
2915 {
2916         if (!model)
2917                 return NULL;
2918         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2919 }
2920
2921 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
2922         __isl_keep isl_set *model)
2923 {
2924         if (!model)
2925                 return NULL;
2926         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2927 }
2928
2929 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
2930 {
2931         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2932 }
2933
2934 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
2935 {
2936         if (!model)
2937                 return NULL;
2938         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2939 }
2940
2941 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
2942 {
2943         if (!model)
2944                 return NULL;
2945         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2946 }
2947
2948 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
2949 {
2950         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2951 }
2952
2953 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
2954 {
2955         if (!model)
2956                 return NULL;
2957         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
2958 }
2959
2960 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
2961 {
2962         struct isl_map *map;
2963         if (!dim)
2964                 return NULL;
2965         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2966         map = isl_map_add(map, isl_basic_map_universe(dim));
2967         return map;
2968 }
2969
2970 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
2971 {
2972         struct isl_set *set;
2973         if (!dim)
2974                 return NULL;
2975         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2976         set = isl_set_add(set, isl_basic_set_universe(dim));
2977         return set;
2978 }
2979
2980 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
2981 {
2982         if (!model)
2983                 return NULL;
2984         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
2985 }
2986
2987 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
2988 {
2989         int i;
2990         struct isl_map *dup;
2991
2992         if (!map)
2993                 return NULL;
2994         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
2995         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2996                 dup = isl_map_add(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
2997         return dup;
2998 }
2999
3000 struct isl_map *isl_map_add(struct isl_map *map, struct isl_basic_map *bmap)
3001 {
3002         if (!bmap || !map)
3003                 goto error;
3004         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
3005                 isl_basic_map_free(bmap);
3006                 return map;
3007         }
3008         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
3009         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
3010         map->p[map->n] = bmap;
3011         map->n++;
3012         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3013         return map;
3014 error:
3015         if (map)
3016                 isl_map_free(map);
3017         if (bmap)
3018                 isl_basic_map_free(bmap);
3019         return NULL;
3020 }
3021
3022 void isl_map_free(struct isl_map *map)
3023 {
3024         int i;
3025
3026         if (!map)
3027                 return;
3028
3029         if (--map->ref > 0)
3030                 return;
3031
3032         isl_ctx_deref(map->ctx);
3033         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3034                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
3035         isl_dim_free(map->dim);
3036         free(map);
3037 }
3038
3039 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
3040                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
3041 {
3042         int i;
3043
3044         base = isl_map_cow(base);
3045         if (!base)
3046                 return NULL;
3047
3048         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3049         if (!base->dim)
3050                 goto error;
3051         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3052                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3053                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3054                 if (!base->p[i])
3055                         goto error;
3056         }
3057         return base;
3058 error:
3059         isl_map_free(base);
3060         return NULL;
3061 }
3062
3063 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3064                 unsigned nparam, unsigned dim)
3065 {
3066         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3067                                                         nparam, 0, dim);
3068 }
3069
3070 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(struct isl_basic_map *bmap,
3071                 unsigned pos, int value)
3072 {
3073         int j;
3074
3075         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3076         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3077         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3078         if (j < 0)
3079                 goto error;
3080         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3081         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3082         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3083         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3084         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3085 error:
3086         isl_basic_map_free(bmap);
3087         return NULL;
3088 }
3089
3090 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3091                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3092 {
3093         if (!bmap)
3094                 return NULL;
3095         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3096         return isl_basic_map_fix_pos(bmap, isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos,
3097                                         value);
3098 error:
3099         isl_basic_map_free(bmap);
3100         return NULL;
3101 }
3102
3103 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3104                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3105 {
3106         return (struct isl_basic_set *)
3107                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3108                                         type, pos, value);
3109 }
3110
3111 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3112                 unsigned input, int value)
3113 {
3114         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3115 }
3116
3117 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3118                 unsigned dim, int value)
3119 {
3120         return (struct isl_basic_set *)
3121                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3122                                         isl_dim_set, dim, value);
3123 }
3124
3125 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3126                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3127 {
3128         int i;
3129
3130         map = isl_map_cow(map);
3131         if (!map)
3132                 return NULL;
3133
3134         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3135         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3136                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3137                 if (!map->p[i])
3138                         goto error;
3139         }
3140         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3141         return map;
3142 error:
3143         isl_map_free(map);
3144         return NULL;
3145 }
3146
3147 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3148                 unsigned input, int value)
3149 {
3150         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3151 }
3152
3153 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3154 {
3155         return (struct isl_set *)
3156                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3157 }
3158
3159 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
3160         unsigned dim, isl_int value)
3161 {
3162         int j;
3163
3164         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3165         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
3166         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3167         if (j < 0)
3168                 goto error;
3169         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3170         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
3171         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
3172         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
3173         return isl_basic_set_finalize(bset);
3174 error:
3175         isl_basic_set_free(bset);
3176         return NULL;
3177 }
3178
3179 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
3180                                         isl_int value)
3181 {
3182         int i;
3183
3184         set = isl_set_cow(set);
3185         if (!set)
3186                 return NULL;
3187
3188         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
3189         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3190                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
3191                 if (!set->p[i])
3192                         goto error;
3193         }
3194         return set;
3195 error:
3196         isl_set_free(set);
3197         return NULL;
3198 }
3199
3200 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
3201 {
3202         int i;
3203
3204         map = isl_map_cow(map);
3205         if (!map)
3206                 return NULL;
3207
3208         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
3209         if (!map->dim)
3210                 goto error;
3211         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3212                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
3213                 if (!map->p[i])
3214                         goto error;
3215         }
3216         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3217         return map;
3218 error:
3219         isl_map_free(map);
3220         return NULL;
3221 }
3222
3223 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
3224                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3225                 struct isl_set **empty, int max)
3226 {
3227         if (!bmap)
3228                 goto error;
3229         if (bmap->ctx->pip == ISL_PIP_PIP)
3230                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3231         else
3232                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3233 error:
3234         isl_basic_map_free(bmap);
3235         isl_basic_set_free(dom);
3236         if (empty)
3237                 *empty = NULL;
3238         return NULL;
3239 }
3240
3241 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
3242                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3243                 struct isl_set **empty)
3244 {
3245         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
3246 }
3247
3248 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
3249                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3250                 struct isl_set **empty)
3251 {
3252         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
3253 }
3254
3255 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
3256                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
3257                 struct isl_set **empty)
3258 {
3259         return (struct isl_set *)
3260                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
3261                         dom, empty);
3262 }
3263
3264 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
3265                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
3266                 struct isl_set **empty)
3267 {
3268         return (struct isl_set *)
3269                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
3270                         dom, empty);
3271 }
3272
3273 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
3274 {
3275         struct isl_basic_set *dom = NULL;
3276         struct isl_map *min;
3277         struct isl_dim *dom_dim;
3278
3279         if (!bmap)
3280                 goto error;
3281         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
3282         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
3283         return isl_basic_map_partial_lexmin(bmap, dom, NULL);
3284 error:
3285         isl_basic_map_free(bmap);
3286         return NULL;
3287 }
3288
3289 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
3290 {
3291         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
3292 }
3293
3294 static struct isl_map *isl_map_reset_dim(struct isl_map *map,
3295         struct isl_dim *dim)
3296 {
3297         int i;
3298
3299         if (!map || !dim)
3300                 goto error;
3301
3302         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3303                 isl_dim_free(map->p[i]->dim);
3304                 map->p[i]->dim = isl_dim_copy(dim);
3305         }
3306         isl_dim_free(map->dim);
3307         map->dim = dim;
3308
3309         return map;
3310 error:
3311         isl_map_free(map);
3312         isl_dim_free(dim);
3313         return NULL;
3314 }
3315
3316 static struct isl_set *isl_set_reset_dim(struct isl_set *set,
3317         struct isl_dim *dim)
3318 {
3319         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3320 }
3321
3322 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
3323  * bset is assumed to have only parameters and divs.
3324  */
3325 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
3326         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
3327 {
3328         unsigned nparam;
3329
3330         if (!bset || !mat)
3331                 goto error;
3332
3333         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
3334         if (!bset->dim)
3335                 goto error;
3336
3337         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
3338
3339         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
3340
3341         bset->dim->nparam = 0;
3342         bset->dim->n_out = nparam;
3343         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
3344         if (bset) {
3345                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
3346                 bset->dim->n_out = 0;
3347         }
3348         return bset;
3349 error:
3350         isl_mat_free(mat);
3351         isl_basic_set_free(bset);
3352         return NULL;
3353 }
3354
3355 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
3356  * set is assumed to have only parameters and divs.
3357  */
3358 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
3359         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
3360 {
3361         struct isl_dim *dim = NULL;
3362         unsigned nparam;
3363
3364         if (!set || !mat)
3365                 goto error;
3366
3367         dim = isl_dim_copy(set->dim);
3368         dim = isl_dim_cow(dim);
3369         if (!dim)
3370                 goto error;
3371
3372         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
3373
3374         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
3375
3376         dim->nparam = 0;
3377         dim->n_out = nparam;
3378         isl_set_reset_dim(set, dim);
3379         set = isl_set_preimage(set, mat);
3380         if (!set)
3381                 goto error2;
3382         dim = isl_dim_copy(set->dim);
3383         dim = isl_dim_cow(dim);
3384         if (!dim)
3385                 goto error2;
3386         dim->nparam = dim->n_out;
3387         dim->n_out = 0;
3388         isl_set_reset_dim(set, dim);
3389         return set;
3390 error:
3391         isl_dim_free(dim);
3392         isl_mat_free(mat);
3393 error2:
3394         isl_set_free(set);
3395         return NULL;
3396 }
3397
3398 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
3399  * equalities in "eq".
3400  */
3401 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
3402         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
3403 {
3404         int i, k;
3405         unsigned len;
3406
3407         if (!bset || !eq)
3408                 goto error;
3409
3410         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
3411                                         eq->n_row, 0);
3412         if (!bset)
3413                 goto error;
3414
3415         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
3416         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
3417                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
3418                 if (k < 0)
3419                         goto error;
3420                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
3421                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
3422         }
3423         isl_mat_free(eq);
3424
3425         return bset;
3426 error:
3427         isl_mat_free(eq);
3428         isl_basic_set_free(bset);
3429         return NULL;
3430 }
3431
3432 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
3433  * equalities in "eq".
3434  */
3435 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
3436         struct isl_mat *eq)
3437 {
3438         int i;
3439
3440         if (!set || !eq)
3441                 goto error;
3442
3443         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3444                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
3445                                         isl_mat_copy(eq));
3446                 if (!set->p[i])
3447                         goto error;
3448         }
3449         isl_mat_free(eq);
3450         return set;
3451 error:
3452         isl_mat_free(eq);
3453         isl_set_free(set);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
3458  * new, explicit, existential variables in the constraints.
3459  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
3460  * The output has the same parameters, but only
3461  * explicit existentially quantified variables.
3462  *
3463  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
3464  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
3465  * among the parameters by performing a variable compression on
3466  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
3467  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
3468  */
3469 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
3470 {
3471         int i, j;
3472         struct isl_mat *eq;
3473         struct isl_mat *T, *T2;
3474         struct isl_set *set;
3475         unsigned nparam, n_div;
3476
3477         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3478         if (!bset)
3479                 return NULL;
3480
3481         if (bset->n_eq == 0)
3482                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
3483
3484         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
3485
3486         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
3487         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
3488
3489         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
3490                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
3491                         ++i;
3492         }
3493         if (i == bset->n_eq)
3494                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
3495
3496         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
3497                 0, 1 + nparam);
3498         eq = isl_mat_cow(eq);
3499         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
3500         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
3501
3502         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
3503         set = set_parameter_preimage(set, T2);
3504         set = set_append_equalities(set, eq);
3505         return set;
3506 }
3507
3508 /* Compute an explicit representation for all the existentially
3509  * quantified variables.
3510  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
3511  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
3512  * no input or output dimensions and the dimension specification
3513  * is reset to that of the input.
3514  */
3515 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
3516 {
3517         struct isl_basic_set *bset;
3518         struct isl_set *set;
3519         struct isl_map *map;
3520         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
3521         unsigned         nparam;
3522         unsigned         n_in;
3523         unsigned         n_out;
3524
3525         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3526         if (!bmap)
3527                 return NULL;
3528
3529         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3530         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3531         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3532         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
3533         if (!dim)
3534                 goto error;
3535
3536         orig_dim = bmap->dim;
3537         bmap->dim = dim;
3538         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
3539
3540         set = parameter_compute_divs(bset);
3541         map = (struct isl_map *)set;
3542         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
3543
3544         return map;
3545 error:
3546         isl_basic_map_free(bmap);
3547         return NULL;
3548 }
3549
3550 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
3551  * expressions for them.  However, this computation may be
3552  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
3553  * strictly needed.
3554  */
3555 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
3556 {
3557         int i;
3558         unsigned off;
3559
3560         if (!bmap)
3561                 return NULL;
3562         off = isl_dim_total(bmap->dim);
3563         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
3564                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3565                         break;
3566                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
3567                                 goto error);
3568         }
3569         if (i == bmap->n_div)
3570                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
3571         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3572         if (!bmap)
3573                 goto error;
3574         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3575                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3576                         break;
3577         if (i == bmap->n_div)
3578                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
3579         struct isl_map *map = compute_divs(bmap);
3580         return map;
3581 error:
3582         isl_basic_map_free(bmap);
3583         return NULL;
3584 }
3585
3586 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
3587 {
3588         int i;
3589         struct isl_map *res;
3590
3591         if (!map)
3592                 return NULL;
3593         if (map->n == 0)
3594                 return map;
3595         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
3596         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
3597                 struct isl_map *r2;
3598                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3599                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
3600                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
3601                 else
3602                         res = isl_map_union(res, r2);
3603         }
3604         isl_map_free(map);
3605
3606         return res;
3607 }
3608
3609 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
3610 {
3611         return (struct isl_set *)
3612                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
3613 }
3614
3615 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
3616 {
3617         return (struct isl_set *)
3618                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
3619 }
3620
3621 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
3622 {
3623         int i;
3624         struct isl_set *set;
3625
3626         if (!map)
3627                 goto error;
3628
3629         map = isl_map_cow(map);
3630         if (!map)
3631                 return NULL;
3632
3633         set = (struct isl_set *)map;
3634         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
3635         if (!set->dim)
3636                 goto error;
3637         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3638                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
3639                 if (!set->p[i])
3640                         goto error;
3641         }
3642         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3643         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3644         return set;
3645 error:
3646         isl_map_free(map);
3647         return NULL;
3648 }
3649
3650 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
3651                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3652 {
3653         int i;
3654         unsigned flags = 0;
3655         struct isl_map *map = NULL;
3656
3657         if (!map1 || !map2)
3658                 goto error;
3659
3660         if (map1->n == 0) {
3661                 isl_map_free(map1);
3662                 return map2;
3663         }
3664         if (map2->n == 0) {
3665                 isl_map_free(map2);
3666                 return map1;
3667         }
3668
3669         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3670
3671         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
3672             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
3673                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3674
3675         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
3676                                 map1->n + map2->n, flags);
3677         if (!map)
3678                 goto error;
3679         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
3680                 map = isl_map_add(map,
3681                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
3682                 if (!map)
3683                         goto error;
3684         }
3685         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
3686                 map = isl_map_add(map,
3687                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
3688                 if (!map)
3689                         goto error;
3690         }
3691         isl_map_free(map1);
3692         isl_map_free(map2);
3693         return map;
3694 error:
3695         isl_map_free(map);
3696         isl_map_free(map1);
3697         isl_map_free(map2);
3698         return NULL;
3699 }
3700
3701 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3702 {
3703         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
3704         if (!map1)
3705                 return NULL;
3706         if (map1->n > 1)
3707                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
3708         return map1;
3709 }
3710
3711 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
3712                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3713 {
3714         return (struct isl_set *)
3715                 isl_map_union_disjoint(
3716                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3717 }
3718
3719 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3720 {
3721         return (struct isl_set *)
3722                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3723 }
3724
3725 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
3726                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
3727 {
3728         unsigned flags = 0;
3729         struct isl_map *result;
3730         int i, j;
3731
3732         if (!map || !set)
3733                 goto error;
3734
3735         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
3736             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
3737                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3738
3739         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
3740                                         map->n * set->n, flags);
3741         if (!result)
3742                 goto error;
3743         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3744                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
3745                         result = isl_map_add(result,
3746                             isl_basic_map_intersect_range(
3747                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
3748                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
3749                         if (!result)
3750                                 goto error;
3751                 }
3752         isl_map_free(map);
3753         isl_set_free(set);
3754         return result;
3755 error:
3756         isl_map_free(map);
3757         isl_set_free(set);
3758         return NULL;
3759 }
3760
3761 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
3762                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
3763 {
3764         return isl_map_reverse(
3765                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
3766 }
3767
3768 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
3769                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3770 {
3771         if (!map1 || !map2)
3772                 goto error;
3773         map1 = isl_map_reverse(map1);
3774         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
3775         return isl_map_reverse(map1);
3776 error:
3777         isl_map_free(map1);
3778         isl_map_free(map2);
3779         return NULL;
3780 }
3781
3782 struct isl_map *isl_map_apply_range(
3783                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3784 {
3785         struct isl_dim *dim_result;
3786         struct isl_map *result;
3787         int i, j;
3788
3789         if (!map1 || !map2)
3790                 goto error;
3791
3792         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
3793                                   isl_dim_copy(map2->dim));
3794
3795         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
3796         if (!result)
3797                 goto error;
3798         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3799                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3800                         result = isl_map_add(result,
3801                             isl_basic_map_apply_range(
3802                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3803                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
3804                         if (!result)
3805                                 goto error;
3806                 }
3807         isl_map_free(map1);
3808         isl_map_free(map2);
3809         if (result && result->n <= 1)
3810                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
3811         return result;
3812 error:
3813         isl_map_free(map1);
3814         isl_map_free(map2);
3815         return NULL;
3816 }
3817
3818 /*
3819  * returns range - domain
3820  */
3821 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
3822 {
3823         struct isl_basic_set *bset;
3824         unsigned dim;
3825         unsigned nparam;
3826         int i;
3827
3828         if (!bmap)
3829                 goto error;
3830         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
3831         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3832         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
3833         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3834         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3835         bset = isl_basic_set_extend(bset, nparam, 3*dim, 0, dim, 0);
3836         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
3837         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3838                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
3839                                             (struct isl_basic_map *)bset);
3840                 if (j < 0)
3841                         goto error;
3842                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3843                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
3844                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
3845                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
3846         }
3847         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
3848 error:
3849         isl_basic_map_free(bmap);
3850         return NULL;
3851 }
3852
3853 /*
3854  * returns range - domain
3855  */
3856 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
3857 {
3858         int i;
3859         struct isl_set *result;
3860
3861         if (!map)
3862                 return NULL;
3863
3864         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
3865         result = isl_set_alloc(map->ctx, isl_map_n_param(map),
3866                                         isl_map_n_in(map), map->n, map->flags);
3867         if (!result)
3868                 goto error;
3869         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3870                 result = isl_set_add(result,
3871                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
3872         isl_map_free(map);
3873         return result;
3874 error:
3875         isl_map_free(map);
3876         return NULL;
3877 }
3878
3879 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
3880 {
3881         struct isl_basic_map *bmap;
3882         unsigned nparam;
3883         unsigned dim;
3884         int i;
3885
3886         if (!dims)
3887                 return NULL;
3888
3889         nparam = dims->nparam;
3890         dim = dims->n_out;
3891         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
3892         if (!bmap)
3893                 goto error;
3894
3895         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3896                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3897                 if (j < 0)
3898                         goto error;
3899                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3900                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
3901                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
3902         }
3903         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3904 error:
3905         isl_basic_map_free(bmap);
3906         return NULL;
3907 }
3908
3909 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
3910 {
3911         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
3912         if (!dim)
3913                 return NULL;
3914         return basic_map_identity(dim);
3915 }
3916
3917 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
3918 {
3919         if (!model || !model->dim)
3920                 return NULL;
3921         isl_assert(model->ctx,
3922                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3923         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3924 }
3925
3926 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
3927 {
3928         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3929         return isl_map_add(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
3930 }
3931
3932 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
3933 {
3934         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
3935         if (!dim)
3936                 return NULL;
3937         return map_identity(dim);
3938 }
3939
3940 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
3941 {
3942         if (!model || !model->dim)
3943                 return NULL;
3944         isl_assert(model->ctx,
3945                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3946         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3947 }
3948
3949 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
3950 {
3951         if (!model || !model->dim)
3952                 return NULL;
3953         isl_assert(model->ctx,
3954                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3955         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3956 }
3957
3958 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
3959  * values.
3960  */
3961 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
3962 {
3963         int i;
3964         unsigned nparam;
3965         unsigned dim;
3966         struct isl_basic_set *bset;
3967
3968         if (!dims)
3969                 return NULL;
3970         nparam = dims->nparam;
3971         dim = dims->n_out;
3972         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
3973         if (!bset)
3974                 return NULL;
3975         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3976                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3977                 if (k < 0)
3978                         goto error;
3979                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3980                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
3981         }
3982         return bset;
3983 error:
3984         isl_basic_set_free(bset);
3985         return NULL;
3986 }
3987
3988 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3989 {
3990         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3991 }
3992
3993 int isl_set_is_subset(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3994 {
3995         return isl_map_is_subset(
3996                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3997 }
3998
3999 int isl_basic_map_is_subset(
4000                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4001 {
4002         int is_subset;
4003         struct isl_map *map1;
4004         struct isl_map *map2;
4005
4006         if (!bmap1 || !bmap2)
4007                 return -1;
4008
4009         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
4010         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
4011
4012         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4013
4014         isl_map_free(map1);
4015         isl_map_free(map2);
4016
4017         return is_subset;
4018 }
4019
4020 int isl_basic_map_is_equal(
4021                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4022 {
4023         int is_subset;
4024
4025         if (!bmap1 || !bmap2)
4026                 return -1;
4027         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
4028         if (is_subset != 1)
4029                 return is_subset;
4030         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
4031         return is_subset;
4032 }
4033
4034 int isl_basic_set_is_equal(
4035                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
4036 {
4037         return isl_basic_map_is_equal(
4038                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
4039 }
4040
4041 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
4042 {
4043         int i;
4044         int is_empty;
4045
4046         if (!map)
4047                 return -1;
4048         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4049                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
4050                 if (is_empty < 0)
4051                         return -1;
4052                 if (!is_empty)
4053                         return 0;
4054         }
4055         return 1;
4056 }
4057
4058 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
4059 {
4060         return map->n == 0;
4061 }
4062
4063 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
4064 {
4065         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
4066 }
4067
4068 int isl_map_is_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4069 {
4070         int is_subset = 0;
4071         struct isl_map *diff;
4072
4073         if (!map1 || !map2)
4074                 return -1;
4075
4076         if (isl_map_is_empty(map1))
4077                 return 1;
4078
4079         if (isl_map_is_empty(map2))
4080                 return 0;
4081
4082         diff = isl_map_subtract(isl_map_copy(map1), isl_map_copy(map2));
4083         if (!diff)
4084                 return -1;
4085
4086         is_subset = isl_map_is_empty(diff);
4087         isl_map_free(diff);
4088
4089         return is_subset;
4090 }
4091
4092 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4093 {
4094         int is_subset;
4095
4096         if (!map1 || !map2)
4097                 return -1;
4098         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4099         if (is_subset != 1)
4100                 return is_subset;
4101         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
4102         return is_subset;
4103 }
4104
4105 int isl_basic_map_is_strict_subset(
4106                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4107 {
4108         int is_subset;
4109
4110         if (!bmap1 || !bmap2)
4111                 return -1;
4112         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
4113         if (is_subset != 1)
4114                 return is_subset;
4115         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
4116         if (is_subset == -1)
4117                 return is_subset;
4118         return !is_subset;
4119 }
4120
4121 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4122 {
4123         int is_subset;
4124
4125         if (!map1 || !map2)
4126                 return -1;
4127         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4128         if (is_subset != 1)
4129                 return is_subset;
4130         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
4131         if (is_subset == -1)
4132                 return is_subset;
4133         return !is_subset;
4134 }
4135
4136 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
4137 {
4138         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
4139 }
4140
4141 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
4142 {
4143         if (!bmap)
4144                 return -1;
4145         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
4146 }
4147
4148 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
4149 {
4150         if (!bset)
4151                 return -1;
4152         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
4153 }
4154
4155 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
4156 {
4157         struct isl_basic_set *bset = NULL;
4158         struct isl_vec *sample = NULL;
4159         int empty;
4160         unsigned total;
4161
4162         if (!bmap)
4163                 return -1;
4164
4165         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4166                 return 1;
4167
4168         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
4169                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
4170                 copy = isl_basic_map_convex_hull(copy);
4171                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4172                 isl_basic_map_free(copy);
4173                 return empty;
4174         }
4175
4176         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
4177         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
4178                 int contains = basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
4179                 if (contains < 0)
4180                         return -1;
4181                 if (contains)
4182                         return 0;
4183         }
4184         isl_vec_free(bmap->sample);
4185         bmap->sample = NULL;
4186         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
4187         if (!bset)
4188                 return -1;
4189         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
4190         if (!sample)
4191                 return -1;
4192         empty = sample->size == 0;
4193         isl_vec_free(bmap->sample);
4194         bmap->sample = sample;
4195         if (empty)
4196                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4197
4198         return empty;
4199 }
4200
4201 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
4202 {
4203         if (!bmap)
4204                 return -1;
4205         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4206 }
4207
4208 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
4209 {
4210         if (!bset)
4211                 return -1;
4212         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
4213 }
4214
4215 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
4216 {
4217         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
4218 }
4219
4220 struct isl_map *isl_basic_map_union(
4221         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4222 {
4223         struct isl_map *map;
4224         if (!bmap1 || !bmap2)
4225                 return NULL;
4226
4227         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
4228
4229         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
4230         if (!map)
4231                 goto error;
4232         map = isl_map_add(map, bmap1);
4233         map = isl_map_add(map, bmap2);
4234         return map;
4235 error:
4236         isl_basic_map_free(bmap1);
4237         isl_basic_map_free(bmap2);
4238         return NULL;
4239 }
4240
4241 struct isl_set *isl_basic_set_union(
4242                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
4243 {
4244         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
4245                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
4246                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
4247 }
4248
4249 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
4250 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4251 {
4252         int i;
4253         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
4254
4255         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4256                 int pos;
4257                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4258                         continue;
4259                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
4260                                                             bmap->n_div-i);
4261                 if (pos == -1)
4262                         continue;
4263                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
4264                 --i;
4265         }
4266         return bmap;
4267 }
4268
4269 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
4270 {
4271         return (struct isl_basic_set *)
4272                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4273 }
4274
4275 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
4276  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
4277  *
4278  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
4279  * of the corresponding div in dst otherwise.
4280  */
4281 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
4282                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
4283 {
4284         int i;
4285
4286         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
4287
4288         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
4289         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
4290                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
4291                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
4292                                                 dst->n_div - div) == -1)
4293                         return i;
4294         return -1;
4295 }
4296
4297 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
4298                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
4299 {
4300         int i;
4301         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
4302
4303         if (!dst || !src)
4304                 goto error;
4305
4306         if (src->n_div == 0)
4307                 return dst;
4308
4309         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
4310                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
4311
4312         src = isl_basic_map_order_divs(src);
4313         dst = isl_basic_map_cow(dst);
4314         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
4315                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
4316         if (!dst)
4317                 return NULL;
4318         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
4319                 int j = find_div(dst, src, i);
4320                 if (j < 0) {
4321                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
4322                         if (j < 0)
4323                                 goto error;
4324                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
4325                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
4326                         if (add_div_constraints(dst, j) < 0)
4327                                 goto error;
4328                 }
4329                 if (j != i)
4330                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
4331         }
4332         return dst;
4333 error:
4334         isl_basic_map_free(dst);
4335         return NULL;
4336 }
4337
4338 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
4339                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
4340 {
4341         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
4342                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
4343 }
4344
4345 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
4346 {
4347         int i;
4348
4349         if (!map)
4350                 return NULL;
4351         if (map->n == 0)
4352                 return map;
4353         map = isl_map_compute_divs(map);
4354         map = isl_map_cow(map);
4355         if (!map)
4356                 return NULL;
4357
4358         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4359                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
4360         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4361                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
4362
4363         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4364         return map;
4365 }
4366
4367 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
4368 {
4369         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
4370 }
4371
4372 static struct isl_map *add_cut_constraint(struct isl_map *dst,
4373                 struct isl_basic_map *src, isl_int *c,
4374                 unsigned len, int oppose)
4375 {
4376         struct isl_basic_map *copy = NULL;
4377         int is_empty;
4378         int k;
4379         unsigned total;
4380
4381         copy = isl_basic_map_copy(src);
4382         copy = isl_basic_map_cow(copy);
4383         if (!copy)
4384                 goto error;
4385         copy = isl_basic_map_extend_constraints(copy, 0, 1);
4386         k = isl_basic_map_alloc_inequality(copy);
4387         if (k < 0)
4388                 goto error;
4389         if (oppose)
4390                 isl_seq_neg(copy->ineq[k], c, len);
4391         else
4392                 isl_seq_cpy(copy->ineq[k], c, len);
4393         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(copy);
4394         isl_seq_clr(copy->ineq[k]+len, total - len);
4395         isl_inequality_negate(copy, k);
4396         copy = isl_basic_map_simplify(copy);
4397         copy = isl_basic_map_finalize(copy);
4398         is_empty = isl_basic_map_is_empty(copy);
4399         if (is_empty < 0)
4400                 goto error;
4401         if (!is_empty)
4402                 dst = isl_map_add(dst, copy);
4403         else
4404                 isl_basic_map_free(copy);
4405         return dst;
4406 error:
4407         isl_basic_map_free(copy);
4408         isl_map_free(dst);
4409         return NULL;
4410 }
4411
4412 static struct isl_map *subtract(struct isl_map *map, struct isl_basic_map *bmap)
4413 {
4414         int i, j, k;
4415         unsigned flags = 0;
4416         struct isl_map *rest = NULL;
4417         unsigned max;
4418         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4419
4420         assert(bmap);
4421
4422         if (!map)
4423                 goto error;
4424
4425         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4426                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4427
4428         max = map->n * (2 * bmap->n_eq + bmap->n_ineq);
4429         rest = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), max, flags);
4430         if (!rest)
4431                 goto error;
4432
4433         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4434                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], bmap);
4435                 if (!map->p[i])
4436                         goto error;
4437         }
4438
4439         for (j = 0; j < map->n; ++j)
4440                 map->p[j] = isl_basic_map_cow(map->p[j]);
4441
4442         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
4443                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
4444                         rest = add_cut_constraint(rest,
4445                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 0);
4446                         if (!rest)
4447                                 goto error;
4448
4449                         rest = add_cut_constraint(rest,
4450                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 1);
4451                         if (!rest)
4452                                 goto error;
4453
4454                         map->p[j] = isl_basic_map_extend_constraints(map->p[j],
4455                                 1, 0);
4456                         if (!map->p[j])
4457                                 goto error;
4458                         k = isl_basic_map_alloc_equality(map->p[j]);
4459                         if (k < 0)
4460                                 goto error;
4461                         isl_seq_cpy(map->p[j]->eq[k], bmap->eq[i], 1+total);
4462                         isl_seq_clr(map->p[j]->eq[k]+1+total,
4463                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
4464                 }
4465         }
4466
4467         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
4468                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
4469                         rest = add_cut_constraint(rest,
4470                                 map->p[j], bmap->ineq[i], 1+total, 0);
4471                         if (!rest)
4472                                 goto error;
4473
4474                         map->p[j] = isl_basic_map_extend_constraints(map->p[j],
4475                                 0, 1);
4476                         if (!map->p[j])
4477                                 goto error;
4478                         k = isl_basic_map_alloc_inequality(map->p[j]);
4479                         if (k < 0)
4480                                 goto error;
4481                         isl_seq_cpy(map->p[j]->ineq[k], bmap->ineq[i], 1+total);
4482                         isl_seq_clr(map->p[j]->ineq[k]+1+total,
4483                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
4484                 }
4485         }
4486
4487         isl_map_free(map);
4488         return rest;
4489 error:
4490         isl_map_free(map);
4491         isl_map_free(rest);
4492         return NULL;
4493 }
4494
4495 struct isl_map *isl_map_subtract(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4496 {
4497         int i;
4498         if (!map1 || !map2)
4499                 goto error;
4500
4501         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4502
4503         if (isl_map_is_empty(map2)) {
4504                 isl_map_free(map2);
4505                 return map1;
4506         }
4507
4508         map1 = isl_map_compute_divs(map1);
4509         map2 = isl_map_compute_divs(map2);
4510         if (!map1 || !map2)
4511                 goto error;
4512
4513         for (i = 0; map1 && i < map2->n; ++i)
4514                 map1 = subtract(map1, map2->p[i]);
4515
4516         isl_map_free(map2);
4517         return map1;
4518 error:
4519         isl_map_free(map1);
4520         isl_map_free(map2);
4521         return NULL;
4522 }
4523
4524 struct isl_set *isl_set_subtract(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4525 {
4526         return (struct isl_set *)
4527                 isl_map_subtract(
4528                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4529 }
4530
4531 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
4532 {
4533         if (!set || !map)
4534                 goto error;
4535         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
4536         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
4537         set = isl_map_range(map);
4538         return set;
4539 error:
4540         isl_set_free(set);
4541         isl_map_free(map);
4542         return NULL;
4543 }
4544
4545 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
4546  * the meaning of the set.
4547  */
4548 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
4549 {
4550         int i;
4551
4552         if (!map)
4553                 return NULL;
4554
4555         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
4556                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4557                         continue;
4558                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4559                 if (i != map->n-1) {
4560                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4561                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
4562                 }
4563                 map->n--;
4564         }
4565
4566         return map;
4567 }
4568
4569 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
4570 {
4571         return (struct isl_set *)
4572                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
4573 }
4574
4575 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
4576 {
4577         struct isl_basic_map *bmap;
4578         if (!map || map->n == 0)
4579                 return NULL;
4580         bmap = map->p[map->n-1];
4581         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
4582         return isl_basic_map_copy(bmap);
4583 }
4584
4585 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
4586 {
4587         return (struct isl_basic_set *)
4588                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
4589 }
4590
4591 struct isl_map *isl_map_drop_basic_map(struct isl_map *map,
4592                                                 struct isl_basic_map *bmap)
4593 {
4594         int i;
4595
4596         if (!map || !bmap)
4597                 goto error;
4598         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
4599                 if (map->p[i] != bmap)
4600                         continue;
4601                 map = isl_map_cow(map);
4602                 if (!map)
4603                         goto error;
4604                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4605                 if (i != map->n-1) {
4606                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
4607                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
4608                 }
4609                 map->n--;
4610                 return map;
4611         }
4612         isl_basic_map_free(bmap);
4613         return map;
4614 error:
4615         isl_map_free(map);
4616         isl_basic_map_free(bmap);
4617         return NULL;
4618 }
4619
4620 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
4621                                                 struct isl_basic_set *bset)
4622 {
4623         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
4624                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
4625 }
4626
4627 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
4628  * for any common value of the parameters and dimensions preceding dim
4629  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
4630  * smaller or larger than those in bset2.
4631  *
4632  * Returns
4633  *       1 if bset1 follows bset2
4634  *      -1 if bset1 precedes bset2
4635  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
4636  *      -2 if some error occurred.
4637  */
4638 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
4639         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
4640 {
4641         struct isl_dim *dims;
4642         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
4643         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
4644         struct isl_ctx *ctx;
4645         struct isl_vec *obj;
4646         unsigned total;
4647         unsigned nparam;
4648         unsigned dim1, dim2;
4649         isl_int num, den;
4650         enum isl_lp_result res;
4651         int cmp;
4652
4653         if (!bset1 || !bset2)
4654                 return -2;
4655
4656         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
4657         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
4658         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
4659         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
4660         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
4661         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
4662         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
4663         if (!bmap1 || !bmap2)
4664                 goto error;
4665         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
4666         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
4667                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
4668                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
4669         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
4670         if (!bmap1)
4671                 goto error;
4672         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
4673         ctx = bmap1->ctx;
4674         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
4675         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
4676         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
4677         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
4678         if (!obj)
4679                 goto error;
4680         isl_int_init(num);
4681         isl_int_init(den);
4682         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 0, obj->block.data, ctx->one,
4683                                         &num, &den, NULL);
4684         if (res == isl_lp_empty)
4685                 cmp = 0;
4686         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(num))
4687                 cmp = 1;
4688         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(num)) ||
4689                   res == isl_lp_unbounded)
4690                 cmp = -1;
4691         else
4692                 cmp = -2;
4693         isl_int_clear(num);
4694         isl_int_clear(den);
4695         isl_basic_map_free(bmap1);
4696         isl_vec_free(obj);
4697         return cmp;
4698 error:
4699         isl_basic_map_free(bmap1);
4700         isl_basic_map_free(bmap2);
4701         return -2;
4702 }
4703
4704 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
4705         unsigned pos, isl_int *val)
4706 {
4707         int i;
4708         int d;
4709         unsigned total;
4710
4711         if (!bmap)
4712                 return -1;
4713         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4714         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
4715                 for (; d+1 > pos; --d)
4716                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
4717                                 break;
4718                 if (d != pos)
4719                         continue;
4720                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
4721                         return 0;
4722                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
4723                         return 0;
4724                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
4725                         return 0;
4726                 if (val)
4727                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
4728                 return 1;
4729         }
4730         return 0;
4731 }
4732
4733 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
4734         unsigned pos, isl_int *val)
4735 {
4736         int i;
4737         isl_int v;
4738         isl_int tmp;
4739         int fixed;
4740
4741         if (!map)
4742                 return -1;
4743         if (map->n == 0)
4744                 return 0;
4745         if (map->n == 1)
4746                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
4747         isl_int_init(v);
4748         isl_int_init(tmp);
4749         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
4750         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
4751                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
4752                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
4753                         fixed = 0;
4754         }
4755         if (val)
4756                 isl_int_set(*val, v);
4757         isl_int_clear(tmp);
4758         isl_int_clear(v);
4759         return fixed;
4760 }
4761
4762 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
4763         unsigned pos, isl_int *val)
4764 {
4765         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
4766                                                 pos, val);
4767 }
4768
4769 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
4770         isl_int *val)
4771 {
4772         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
4773 }
4774
4775 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
4776         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
4777 {
4778         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
4779                 return -1;
4780         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
4781                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
4782 }
4783
4784 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
4785         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
4786 {
4787         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
4788                 return -1;
4789         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
4790                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
4791 }
4792
4793 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
4794  * then return this fixed value in *val.
4795  */
4796 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
4797         isl_int *val)
4798 {
4799         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
4800                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
4801 }
4802
4803 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
4804  * then return this fixed value in *val.
4805  */
4806 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
4807 {
4808         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
4809 }
4810
4811 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
4812  * then return this fixed value in *val.
4813  */
4814 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
4815 {
4816         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
4817 }
4818
4819 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
4820  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
4821  */
4822 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
4823         unsigned dim, isl_int *val)
4824 {
4825         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
4826         isl_int *c;
4827         unsigned total;
4828         unsigned nparam;
4829
4830         if (!bset)
4831                 return -1;
4832         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
4833         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
4834         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
4835                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
4836                         continue;
4837                 if (i_eq != -1)
4838                         return 0;
4839                 i_eq = i;
4840         }
4841         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
4842                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
4843                         continue;
4844                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
4845                         return 0;
4846                 i_ineq = i;
4847         }
4848         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
4849                 return 0;
4850         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
4851         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
4852         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
4853                 return 0;
4854         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
4855                 return 0;
4856         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
4857                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
4858                 return 0;
4859         if (val)
4860                 isl_int_neg(*val, c[0]);
4861         return 1;
4862 }
4863
4864 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
4865         unsigned dim, isl_int *val)
4866 {
4867         int i;
4868         isl_int v;
4869         isl_int tmp;
4870         int fixed;
4871
4872         if (!set)
4873                 return -1;
4874         if (set->n == 0)
4875                 return 0;
4876         if (set->n == 1)
4877                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
4878                                                                 dim, val);
4879         isl_int_init(v);
4880         isl_int_init(tmp);
4881         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
4882                                                                 dim, &v);
4883         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
4884                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
4885                                                                 dim, &tmp);
4886                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
4887                         fixed = 0;
4888         }
4889         if (val)
4890                 isl_int_set(*val, v);
4891         isl_int_clear(tmp);
4892         isl_int_clear(v);
4893         return fixed;
4894 }
4895
4896 struct constraint {
4897         unsigned        size;
4898         isl_int         *c;
4899 };
4900
4901 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
4902 {
4903         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
4904         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
4905         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
4906         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
4907 }
4908
4909 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
4910         struct isl_basic_map *bmap)
4911 {
4912         int i;
4913         struct constraint *c;
4914         unsigned total;
4915
4916         if (!bmap)
4917                 return NULL;
4918         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4919         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
4920         if (!c)
4921                 goto error;
4922         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
4923                 c[i].size = total;
4924                 c[i].c = bmap->ineq[i];
4925         }
4926         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
4927         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
4928                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
4929         free(c);
4930         return bmap;
4931 error:
4932         isl_basic_map_free(bmap);
4933         return NULL;
4934 }
4935
4936 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
4937 {
4938         if (!bmap)
4939                 return NULL;
4940         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
4941                 return bmap;
4942         bmap = isl_basic_map_convex_hull(bmap);
4943         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
4944         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
4945         return bmap;
4946 }
4947
4948 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
4949 {
4950         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
4951                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
4952 }
4953
4954 static int isl_basic_map_fast_cmp(const struct isl_basic_map *bmap1,
4955         const struct isl_basic_map *bmap2)
4956 {
4957         int i, cmp;
4958         unsigned total;
4959
4960         if (bmap1 == bmap2)
4961                 return 0;
4962         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
4963                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
4964         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
4965                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
4966         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
4967                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
4968         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
4969             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4970                 return 0;
4971         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4972                 return 1;
4973         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4974                 return -1;
4975         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
4976                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
4977         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
4978                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
4979         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
4980                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
4981         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
4982         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
4983                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
4984                 if (cmp)
4985                         return cmp;
4986         }
4987         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
4988                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
4989                 if (cmp)
4990                         return cmp;
4991         }
4992         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
4993                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
4994                 if (cmp)
4995                         return cmp;
4996         }
4997         return 0;
4998 }
4999
5000 static int isl_basic_map_fast_is_equal(struct isl_basic_map *bmap1,
5001         struct isl_basic_map *bmap2)
5002 {
5003         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
5004 }
5005
5006 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
5007 {
5008         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
5009         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
5010
5011         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
5012 }
5013
5014 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
5015  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
5016  * meaning of any possible other copies of map.
5017  */
5018 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
5019 {
5020         int i, j;
5021         struct isl_basic_map *bmap;
5022
5023         if (!map)
5024                 return NULL;
5025         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
5026                 return map;
5027         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5028                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5029                 if (!bmap)
5030                         goto error;
5031                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5032                 map->p[i] = bmap;
5033         }
5034         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
5035         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5036         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
5037         if (!map)
5038                 return NULL;
5039         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
5040                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
5041                         continue;
5042                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
5043                 for (j = i; j < map->n; ++j)
5044                         map->p[j-1] = map->p[j];
5045                 map->n--;
5046         }
5047         return map;
5048 error:
5049         isl_map_free(map);
5050         return NULL;
5051
5052 }
5053
5054 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
5055 {
5056         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
5057 }
5058
5059 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5060 {
5061         int i;
5062         int equal;
5063
5064         if (!map1 || !map2)
5065                 return -1;
5066
5067         if (map1 == map2)
5068                 return 1;
5069         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
5070                 return 0;
5071
5072         map1 = isl_map_copy(map1);
5073         map2 = isl_map_copy(map2);
5074         map1 = isl_map_normalize(map1);
5075         map2 = isl_map_normalize(map2);
5076         if (!map1 || !map2)
5077                 goto error;
5078         equal = map1->n == map2->n;
5079         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
5080                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
5081                 if (equal < 0)
5082                         goto error;
5083         }
5084         isl_map_free(map1);
5085         isl_map_free(map2);
5086         return equal;
5087 error:
5088         isl_map_free(map1);
5089         isl_map_free(map2);
5090         return -1;
5091 }
5092
5093 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5094 {
5095         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
5096                                                 (struct isl_map *)set2);
5097 }
5098
5099 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
5100  */
5101 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
5102         isl_int min, isl_int max)
5103 {
5104         int k;
5105         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5106
5107         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
5108         if (!bset)
5109                 goto error;
5110
5111         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5112         if (k < 0)
5113                 goto error;
5114         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
5115         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
5116
5117         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5118         if (k < 0)
5119                 goto error;
5120         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
5121         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
5122
5123         return bset;
5124 error:
5125         isl_basic_set_free(bset);
5126         return NULL;
5127 }
5128
5129 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
5130  */
5131 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
5132 {
5133         int i;
5134         unsigned dim;
5135         unsigned nparam;
5136         unsigned extra;
5137         unsigned n_eq;
5138         unsigned n_ineq;
5139         struct isl_basic_set *product = NULL;
5140
5141         if (!list)
5142                 goto error;
5143         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
5144         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
5145         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
5146         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
5147         extra = list->p[0]->n_div;
5148         n_eq = list->p[0]->n_eq;
5149         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
5150         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
5151                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
5152                 isl_assert(list->ctx,
5153                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
5154                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
5155                 extra += list->p[i]->n_div;
5156                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
5157                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
5158         }
5159         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
5160                                         n_eq, n_ineq);
5161         if (!product)
5162                 goto error;
5163         dim = 0;
5164         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
5165                 isl_basic_set_add_constraints(product,
5166                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
5167                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
5168         }
5169         isl_basic_set_list_free(list);
5170         return product;
5171 error:
5172         isl_basic_set_free(product);
5173         isl_basic_set_list_free(list);
5174         return NULL;
5175 }
5176
5177 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
5178                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5179 {
5180         struct isl_dim *dim_result = NULL;
5181         struct isl_basic_map *bmap;
5182         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
5183         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
5184
5185         if (!bmap1 || !bmap2)
5186                 goto error;
5187
5188         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
5189                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
5190         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
5191                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
5192
5193         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
5194         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
5195         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
5196         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
5197         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
5198
5199         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
5200         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
5201         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
5202         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
5203         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
5204         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
5205         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
5206         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
5207         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
5208         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
5209         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
5210
5211         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
5212                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
5213                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
5214                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
5215         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
5216         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
5217         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5218         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5219 error:
5220         isl_basic_map_free(bmap1);
5221         isl_basic_map_free(bmap2);
5222         return NULL;
5223 }
5224
5225 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
5226  */
5227 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5228 {
5229         unsigned flags = 0;
5230         struct isl_map *result;
5231         int i, j;
5232
5233         if (!map1 || !map2)
5234                 goto error;
5235
5236         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
5237                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
5238
5239         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5240             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5241                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5242
5243         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
5244                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
5245                                 map1->n * map2->n, flags);
5246         if (!result)
5247                 goto error;
5248         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5249                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5250                         struct isl_basic_map *part;
5251                         part = isl_basic_map_product(
5252                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5253                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
5254                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
5255                                 isl_basic_map_free(part);
5256                         else
5257                                 result = isl_map_add(result, part);
5258                         if (!result)
5259                                 goto error;
5260                 }
5261         isl_map_free(map1);
5262         isl_map_free(map2);
5263         return result;
5264 error:
5265         isl_map_free(map1);
5266         isl_map_free(map2);
5267         return NULL;
5268 }
5269
5270 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
5271  */
5272 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5273 {
5274         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
5275                                                  (struct isl_map *)set2);
5276 }
5277
5278 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
5279 {
5280         int i;
5281         uint32_t hash = isl_hash_init();
5282         unsigned total;
5283
5284         if (!bset)
5285                 return 0;
5286         bset = isl_basic_set_copy(bset);
5287         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
5288         if (!bset)
5289                 return 0;
5290         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5291         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
5292         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5293                 uint32_t c_hash;
5294                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
5295                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5296         }
5297         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
5298         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5299                 uint32_t c_hash;
5300                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
5301                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5302         }
5303         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
5304         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
5305                 uint32_t c_hash;
5306                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
5307                         continue;
5308                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
5309                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
5310                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5311         }
5312         isl_basic_set_free(bset);
5313         return hash;
5314 }
5315
5316 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
5317 {
5318         int i;
5319         uint32_t hash;
5320
5321         if (!set)
5322                 return 0;
5323         set = isl_set_copy(set);
5324         set = isl_set_normalize(set);
5325         if (!set)
5326                 return 0;
5327
5328         hash = isl_hash_init();
5329         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5330                 uint32_t bset_hash;
5331                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
5332                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
5333         }
5334
5335         isl_set_free(set);
5336
5337         return hash;
5338 }
5339
5340 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
5341  * by the values of the other parameters and variables.
5342  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
5343  */
5344 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
5345 {
5346         int i;
5347         unsigned nparam;
5348
5349         if (!bset)
5350                 return -1;
5351         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5352         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
5353                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
5354                         return 1;
5355         return 0;
5356 }
5357
5358 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
5359  * by the values of the other parameters and variables.
5360  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
5361  * for each of the subsets.
5362  */
5363 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
5364 {
5365         int i;
5366
5367         if (!set)
5368                 return -1;
5369         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5370                 int unique;
5371                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
5372                 if (unique != 1)
5373                         return unique;
5374         }
5375         return 1;
5376 }
5377
5378 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
5379         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
5380 {
5381         int i;
5382
5383         if (!map)
5384                 return -1;
5385
5386         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5387                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
5388                         return -1;
5389
5390         return 0;
5391 }
5392
5393 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
5394         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
5395 {
5396         int i;
5397
5398         if (!set)
5399                 return -1;
5400
5401         for (i = 0; i < set->n; ++i)
5402                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
5403                         return -1;
5404
5405         return 0;
5406 }
5407
5408 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
5409 {
5410         struct isl_dim *dim;
5411         struct isl_basic_map *bmap;
5412         unsigned n_set;
5413         unsigned n_div;
5414         unsigned n_param;
5415         unsigned total;
5416         int i, k, l;
5417
5418         set = isl_set_align_divs(set);
5419
5420         if (!set)
5421                 return NULL;
5422
5423         dim = isl_set_get_dim(set);
5424         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
5425                 isl_set_free(set);
5426                 return isl_map_identity(dim);
5427         }
5428
5429         n_div = set->p[0]->n_div;
5430         dim = isl_dim_map(dim);
5431         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
5432         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
5433         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
5434         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
5435         for (i = 0; i < n_set; ++i)
5436                 bmap = var_equal(bmap, i);
5437
5438         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
5439         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
5440                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5441                 if (k < 0)
5442                         goto error;
5443                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
5444                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
5445                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
5446                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
5447                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
5448                             set->p[0]->div[i][0]);
5449
5450                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5451                 if (l < 0)
5452                         goto error;
5453                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
5454                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
5455                             set->p[0]->div[i][0]);
5456                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
5457         }
5458
5459         isl_set_free(set);
5460         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5461 error:
5462         isl_set_free(set);
5463         isl_basic_map_free(bmap);
5464         return NULL;
5465 }