isl_map.c

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