isl_map.c

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