isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <strings.h>
  15 #include "isl_ctx.h"
  16 #include "isl_blk.h"
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include "isl_list.h"
  20 #include "isl_lp.h"
  21 #include "isl_seq.h"
  22 #include "isl_set.h"
  23 #include "isl_map.h"
  24 #include "isl_map_private.h"
  25 #include "isl_map_piplib.h"
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include "isl_vec.h"
  29
  30 /* Maps dst positions to src positions */
  31 struct isl_dim_map {
  32         unsigned len;
  33         int pos[1];
  34 };
  35
  36 static struct isl_dim_map *isl_dim_map_alloc(struct isl_ctx *ctx, unsigned len)
  37 {
  38         int i;
  39         struct isl_dim_map *dim_map;
  40         dim_map = isl_alloc(ctx, struct isl_dim_map,
  41                                 sizeof(struct isl_dim_map) + len * sizeof(int));
  42         if (!dim_map)
  43                 return NULL;
  44         dim_map->len = 1 + len;
  45         dim_map->pos[0] = 0;
  46         for (i = 0; i < len; ++i)
  47                 dim_map->pos[1 + i] = -1;
  48         return dim_map;
  49 }
  50
  51 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  52 {
  53         switch (type) {
  54         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  55         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  56         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  57         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  58         default:                return 0;
  59         }
  60 }
  61
  62 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  63 {
  64         switch (type) {
  65         case isl_dim_param:     return 1;
  66         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  67         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  68         default:                return 0;
  69         }
  70 }
  71
  72 static void isl_dim_map_dim_range(struct isl_dim_map *dim_map,
  73         struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type,
  74         unsigned first, unsigned n, unsigned dst_pos)
  75 {
  76         int i;
  77         unsigned src_pos;
  78
  79         if (!dim_map || !dim)
  80                 return;
  81
  82         src_pos = pos(dim, type);
  83         for (i = 0; i < n; ++i)
  84                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + first + i;
  85 }
  86
  87 static void isl_dim_map_dim(struct isl_dim_map *dim_map, struct isl_dim *dim,
  88                 enum isl_dim_type type, unsigned dst_pos)
  89 {
  90         isl_dim_map_dim_range(dim_map, dim, type, 0, n(dim, type), dst_pos);
  91 }
  92
  93 static void isl_dim_map_div(struct isl_dim_map *dim_map,
  94                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned dst_pos)
  95 {
  96         int i;
  97         unsigned src_pos;
  98
  99         if (!dim_map || !bmap)
 100                 return;
 101
 102         src_pos = 1 + isl_dim_total(bmap->dim);
 103         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 104                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + i;
 105 }
 106
 107 static void isl_dim_map_dump(struct isl_dim_map *dim_map)
 108 {
 109         int i;
 110
 111         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i)
 112                 fprintf(stderr, "%d -> %d; ", i, dim_map->pos[i]);
 113         fprintf(stderr, "\n");
 114 }
 115
 116 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
 117                                 enum isl_dim_type type)
 118 {
 119         if (!bmap)
 120                 return 0;
 121         switch (type) {
 122         case isl_dim_param:
 123         case isl_dim_in:
 124         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
 125         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
 126         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
 127         default:                return 0;
 128         }
 129 }
 130
 131 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 132 {
 133         return map ? n(map->dim, type) : 0;
 134 }
 135
 136 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
 137 {
 138         return set ? n(set->dim, type) : 0;
 139 }
 140
 141 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
 142                                         enum isl_dim_type type)
 143 {
 144         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
 145         switch (type) {
 146         case isl_dim_param:     return 1;
 147         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
 148         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
 149         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
 150         default:                return 0;
 151         }
 152 }
 153
 154 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 155 {
 156         return pos(map->dim, type);
 157 }
 158
 159 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 160                                 enum isl_dim_type type)
 161 {
 162         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 163 }
 164
 165 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 166 {
 167         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 168 }
 169
 170 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 171 {
 172         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 173 }
 174
 175 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 176 {
 177         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 178 }
 179
 180 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 181 {
 182         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 183 }
 184
 185 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 186 {
 187         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 188 }
 189
 190 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 191 {
 192         return bmap->dim->n_in;
 193 }
 194
 195 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 196 {
 197         return bmap->dim->n_out;
 198 }
 199
 200 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 201 {
 202         return bmap->dim->nparam;
 203 }
 204
 205 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 206 {
 207         return bmap->n_div;
 208 }
 209
 210 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 211 {
 212         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 213 }
 214
 215 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 216 {
 217         return map->dim->n_in;
 218 }
 219
 220 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 221 {
 222         return map->dim->n_out;
 223 }
 224
 225 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 226 {
 227         return map->dim->nparam;
 228 }
 229
 230 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 231 {
 232         return map->dim->n_in == set->dim->n_out &&
 233                map->dim->nparam == set->dim->nparam;
 234 }
 235
 236 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 237                 struct isl_basic_set *bset)
 238 {
 239         return bmap->dim->n_in == bset->dim->n_out &&
 240                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 241 }
 242
 243 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 244                 struct isl_basic_set *bset)
 245 {
 246         return bmap->dim->n_out == bset->dim->n_out &&
 247                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 248 }
 249
 250 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 251 {
 252         return map ? map->ctx : NULL;
 253 }
 254
 255 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 256 {
 257         if (!bmap)
 258                 return NULL;
 259         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 260 }
 261
 262 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 263 {
 264         if (!bset)
 265                 return NULL;
 266         return isl_dim_copy(bset->dim);
 267 }
 268
 269 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 270 {
 271         if (!map)
 272                 return NULL;
 273         return isl_dim_copy(map->dim);
 274 }
 275
 276 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 277 {
 278         if (!set)
 279                 return NULL;
 280         return isl_dim_copy(set->dim);
 281 }
 282
 283 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 284         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 285         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 286 {
 287         if (!bmap)
 288                 return NULL;
 289         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 290         if (!bmap->dim)
 291                 goto error;
 292         return bmap;
 293 error:
 294         isl_basic_map_free(bmap);
 295         return NULL;
 296 }
 297
 298 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 299         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 300 {
 301         int i;
 302
 303         if (!map)
 304                 return NULL;
 305
 306         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 307         if (!map->dim)
 308                 goto error;
 309
 310         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 311                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 312                 if (!map->p[i])
 313                         goto error;
 314         }
 315
 316         return map;
 317 error:
 318         isl_map_free(map);
 319         return NULL;
 320 }
 321
 322 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 323         __isl_take isl_basic_set *bset,
 324         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 325 {
 326         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 327                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 328 }
 329
 330 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 331         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 332 {
 333         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 334 }
 335
 336 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 337 {
 338         if (!bmap)
 339                 return -1;
 340         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 341 }
 342
 343 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 344                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 345                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 346 {
 347         int i;
 348         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 349
 350         bmap->ctx = ctx;
 351         isl_ctx_ref(ctx);
 352
 353         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 354         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 355                 goto error;
 356
 357         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 358         if (!bmap->ineq)
 359                 goto error;
 360
 361         if (extra == 0) {
 362                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 363                 bmap->div = NULL;
 364         } else {
 365                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 366                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 367                         goto error;
 368
 369                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 370                 if (!bmap->div)
 371                         goto error;
 372         }
 373
 374         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 375                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 376
 377         for (i = 0; i < extra; ++i)
 378                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 379
 380         bmap->ref = 1;
 381         bmap->flags = 0;
 382         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 383         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 384         bmap->extra = extra;
 385         bmap->n_eq = 0;
 386         bmap->n_ineq = 0;
 387         bmap->n_div = 0;
 388         bmap->sample = NULL;
 389
 390         return bmap;
 391 error:
 392         isl_basic_map_free(bmap);
 393         return NULL;
 394 }
 395
 396 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 397                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 398                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 399 {
 400         struct isl_basic_map *bmap;
 401         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 402         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 403 }
 404
 405 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 406                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 407 {
 408         struct isl_basic_map *bmap;
 409         if (!dim)
 410                 return NULL;
 411         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
 412         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 413         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 414 }
 415
 416 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 417                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 418 {
 419         struct isl_basic_map *bmap;
 420
 421         if (!dim)
 422                 return NULL;
 423         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 424         if (!bmap)
 425                 goto error;
 426         bmap->dim = dim;
 427
 428         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 429 error:
 430         isl_dim_free(dim);
 431         return NULL;
 432 }
 433
 434 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 435                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 436                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 437 {
 438         struct isl_basic_map *bmap;
 439         struct isl_dim *dim;
 440
 441         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 442         if (!dim)
 443                 return NULL;
 444
 445         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 446         return bmap;
 447 }
 448
 449 static void dup_constraints(
 450                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 451 {
 452         int i;
 453         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 454
 455         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 456                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 457                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 458         }
 459
 460         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 461                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 462                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 463         }
 464
 465         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 466                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 467                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 468         }
 469         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 470 }
 471
 472 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 473 {
 474         struct isl_basic_map *dup;
 475
 476         if (!bmap)
 477                 return NULL;
 478         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 479                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 480         if (!dup)
 481                 return NULL;
 482         dup_constraints(dup, bmap);
 483         dup->flags = bmap->flags;
 484         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 485         return dup;
 486 }
 487
 488 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 489 {
 490         struct isl_basic_map *dup;
 491
 492         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 493         return (struct isl_basic_set *)dup;
 494 }
 495
 496 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 497 {
 498         if (!bset)
 499                 return NULL;
 500
 501         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 502                 bset->ref++;
 503                 return bset;
 504         }
 505         return isl_basic_set_dup(bset);
 506 }
 507
 508 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 509 {
 510         if (!set)
 511                 return NULL;
 512
 513         set->ref++;
 514         return set;
 515 }
 516
 517 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 518 {
 519         if (!bmap)
 520                 return NULL;
 521
 522         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 523                 bmap->ref++;
 524                 return bmap;
 525         }
 526         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 527         if (bmap)
 528                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 529         return bmap;
 530 }
 531
 532 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 533 {
 534         if (!map)
 535                 return NULL;
 536
 537         map->ref++;
 538         return map;
 539 }
 540
 541 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 542 {
 543         if (!bmap)
 544                 return;
 545
 546         if (--bmap->ref > 0)
 547                 return;
 548
 549         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 550         free(bmap->div);
 551         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 552         free(bmap->ineq);
 553         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 554         isl_vec_free(bmap->sample);
 555         isl_dim_free(bmap->dim);
 556         free(bmap);
 557 }
 558
 559 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 560 {
 561         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 562 }
 563
 564 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 565 {
 566         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 567 }
 568
 569 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 570 {
 571         struct isl_ctx *ctx;
 572         if (!bmap)
 573                 return -1;
 574         ctx = bmap->ctx;
 575         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 576         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 577                         return -1);
 578         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 579         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 580         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 581         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 582         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 583         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 584                 isl_int *t;
 585                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 586                 if (j < 0)
 587                         return -1;
 588                 t = bmap->ineq[j];
 589                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 590                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 591                 bmap->eq[-1] = t;
 592                 bmap->n_eq++;
 593                 bmap->n_ineq--;
 594                 bmap->eq--;
 595                 return 0;
 596         }
 597         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 598                       bmap->extra - bmap->n_div);
 599         return bmap->n_eq++;
 600 }
 601
 602 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 603 {
 604         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 605 }
 606
 607 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 608 {
 609         if (!bmap)
 610                 return -1;
 611         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 612         bmap->n_eq -= n;
 613         return 0;
 614 }
 615
 616 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 617 {
 618         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 619 }
 620
 621 int isl_basic_map_drop_equality(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_eq, return -1);
 627
 628         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 629                 t = bmap->eq[pos];
 630                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 631                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 632         }
 633         bmap->n_eq--;
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 638 {
 639         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 640 }
 641
 642 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 643                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 644 {
 645         isl_int *t;
 646
 647         t = bmap->ineq[pos];
 648         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 649         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 650         bmap->eq[-1] = t;
 651         bmap->n_eq++;
 652         bmap->n_ineq--;
 653         bmap->eq--;
 654         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 655         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 656         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 657         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 658 }
 659
 660 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 661 {
 662         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 663 }
 664
 665 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 666 {
 667         struct isl_ctx *ctx;
 668         if (!bmap)
 669                 return -1;
 670         ctx = bmap->ctx;
 671         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 672         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 673         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 674         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 675         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 676         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 677                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 678                       bmap->extra - bmap->n_div);
 679         return bmap->n_ineq++;
 680 }
 681
 682 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 683 {
 684         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 685 }
 686
 687 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 688 {
 689         if (!bmap)
 690                 return -1;
 691         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 692         bmap->n_ineq -= n;
 693         return 0;
 694 }
 695
 696 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 697 {
 698         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 699 }
 700
 701 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 702 {
 703         isl_int *t;
 704         if (!bmap)
 705                 return -1;
 706         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 707
 708         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 709                 t = bmap->ineq[pos];
 710                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 711                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 712                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 713         }
 714         bmap->n_ineq--;
 715         return 0;
 716 }
 717
 718 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 719 {
 720         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 721 }
 722
 723 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 724         isl_int *eq)
 725 {
 726         int k;
 727
 728         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 729         if (!bmap)
 730                 return NULL;
 731         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 732         if (k < 0)
 733                 goto error;
 734         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 735         return bmap;
 736 error:
 737         isl_basic_map_free(bmap);
 738         return NULL;
 739 }
 740
 741 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 742         isl_int *eq)
 743 {
 744         return (isl_basic_set *)
 745                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 746 }
 747
 748 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 749         isl_int *ineq)
 750 {
 751         int k;
 752
 753         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 754         if (!bmap)
 755                 return NULL;
 756         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 757         if (k < 0)
 758                 goto error;
 759         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 760         return bmap;
 761 error:
 762         isl_basic_map_free(bmap);
 763         return NULL;
 764 }
 765
 766 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 767         isl_int *ineq)
 768 {
 769         return (isl_basic_set *)
 770                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 771 }
 772
 773 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 774 {
 775         if (!bmap)
 776                 return -1;
 777         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 778         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 779                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 780                       bmap->extra - bmap->n_div);
 781         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 782         return bmap->n_div++;
 783 }
 784
 785 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 786 {
 787         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 788 }
 789
 790 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 791 {
 792         if (!bmap)
 793                 return -1;
 794         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 795         bmap->n_div -= n;
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 800 {
 801         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 802 }
 803
 804 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 805  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 806  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 807  * variables.
 808  */
 809 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 810                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 811                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 812 {
 813         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 814         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 815         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 816         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 817         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 818         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 819         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 820         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 821         if (dst_nparam > src_nparam)
 822                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 823                                 dst_nparam - src_nparam);
 824         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 825         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 826                     src+1+src_nparam,
 827                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 828         if (dst_in-in_off > src_in)
 829                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 830                                 dst_in - in_off - src_in);
 831         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 832         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 833                     src+1+src_nparam+src_in,
 834                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 835         if (dst_out-out_off > src_out)
 836                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 837                                 dst_out - out_off - src_out);
 838         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 839         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 840                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 841                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 842         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 843                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 844                                 div_off+src_map->n_div,
 845                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
 846 }
 847
 848 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 849                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 850                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 851 {
 852         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 853         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 854 }
 855
 856 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
 857                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 858 {
 859         int i;
 860         unsigned div_off;
 861
 862         if (!bmap1 || !bmap2)
 863                 goto error;
 864
 865         div_off = bmap1->n_div;
 866
 867         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 868                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
 869                 if (i1 < 0)
 870                         goto error;
 871                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 872                                 i_pos, o_pos, div_off);
 873         }
 874
 875         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 876                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
 877                 if (i1 < 0)
 878                         goto error;
 879                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 880                                 i_pos, o_pos, div_off);
 881         }
 882
 883         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 884                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
 885                 if (i1 < 0)
 886                         goto error;
 887                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 888                          i_pos, o_pos, div_off);
 889         }
 890
 891         isl_basic_map_free(bmap2);
 892
 893         return bmap1;
 894
 895 error:
 896         isl_basic_map_free(bmap1);
 897         isl_basic_map_free(bmap2);
 898         return NULL;
 899 }
 900
 901 static void copy_constraint_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 902                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 903 {
 904         int i;
 905
 906         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i) {
 907                 if (dim_map->pos[i] < 0)
 908                         isl_int_set_si(dst[i], 0);
 909                 else
 910                         isl_int_set(dst[i], src[dim_map->pos[i]]);
 911         }
 912 }
 913
 914 static void copy_div_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 915                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 916 {
 917         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 918         copy_constraint_dim_map(dst+1, src+1, dim_map);
 919 }
 920
 921 static struct isl_basic_map *add_constraints_dim_map(struct isl_basic_map *dst,
 922                 struct isl_basic_map *src, struct isl_dim_map *dim_map)
 923 {
 924         int i;
 925
 926         if (!src || !dst || !dim_map)
 927                 goto error;
 928
 929         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 930                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 931                 if (i1 < 0)
 932                         goto error;
 933                 copy_constraint_dim_map(dst->eq[i1], src->eq[i], dim_map);
 934         }
 935
 936         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 937                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 938                 if (i1 < 0)
 939                         goto error;
 940                 copy_constraint_dim_map(dst->ineq[i1], src->ineq[i], dim_map);
 941         }
 942
 943         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 944                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 945                 if (i1 < 0)
 946                         goto error;
 947                 copy_div_dim_map(dst->div[i1], src->div[i], dim_map);
 948         }
 949
 950         free(dim_map);
 951         isl_basic_map_free(src);
 952
 953         return dst;
 954 error:
 955         free(dim_map);
 956         isl_basic_map_free(src);
 957         isl_basic_map_free(dst);
 958         return NULL;
 959 }
 960
 961 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
 962                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
 963 {
 964         return (struct isl_basic_set *)
 965                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
 966                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
 967 }
 968
 969 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
 970                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
 971                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 972 {
 973         struct isl_basic_map *ext;
 974         unsigned flags;
 975         int dims_ok;
 976
 977         if (!dim)
 978                 goto error;
 979
 980         if (!base)
 981                 goto error;
 982
 983         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
 984                   base->extra >= base->n_div + extra;
 985
 986         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
 987                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
 988                 isl_dim_free(dim);
 989                 return base;
 990         }
 991
 992         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
 993         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
 994         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
 995         extra += base->extra;
 996         n_eq += base->n_eq;
 997         n_ineq += base->n_ineq;
 998
 999         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1000         dim = NULL;
1001         if (!ext)
1002                 goto error;
1003
1004         if (dims_ok)
1005                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1006         flags = base->flags;
1007         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1008         if (ext) {
1009                 ext->flags = flags;
1010                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1011         }
1012
1013         return ext;
1014
1015 error:
1016         isl_dim_free(dim);
1017         isl_basic_map_free(base);
1018         return NULL;
1019 }
1020
1021 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1022                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1023                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1024 {
1025         return (struct isl_basic_set *)
1026                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1027                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1028 }
1029
1030 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1031                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1032 {
1033         if (!base)
1034                 return NULL;
1035         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1036                                         0, n_eq, n_ineq);
1037 }
1038
1039 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1040                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1041                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1042 {
1043         struct isl_basic_map *bmap;
1044         struct isl_dim *dim;
1045
1046         if (!base)
1047                 return NULL;
1048         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1049         if (!dim)
1050                 goto error;
1051
1052         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1053         return bmap;
1054 error:
1055         isl_basic_map_free(base);
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1060                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1061                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1062 {
1063         return (struct isl_basic_set *)
1064                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1065                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1066 }
1067
1068 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1069                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1070 {
1071         return (struct isl_basic_set *)
1072                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1073                                                     n_eq, n_ineq);
1074 }
1075
1076 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1077 {
1078         return (struct isl_basic_set *)
1079                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1080 }
1081
1082 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1083 {
1084         if (!bmap)
1085                 return NULL;
1086
1087         if (bmap->ref > 1) {
1088                 bmap->ref--;
1089                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1090         }
1091         if (bmap)
1092                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1093         return bmap;
1094 }
1095
1096 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1097 {
1098         if (!set)
1099                 return NULL;
1100
1101         if (set->ref == 1)
1102                 return set;
1103         set->ref--;
1104         return isl_set_dup(set);
1105 }
1106
1107 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1108 {
1109         if (!map)
1110                 return NULL;
1111
1112         if (map->ref == 1)
1113                 return map;
1114         map->ref--;
1115         return isl_map_dup(map);
1116 }
1117
1118 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1119                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1120 {
1121         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1122         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1123         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1124 }
1125
1126 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1127                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1128 {
1129         int i;
1130         struct isl_blk blk;
1131         unsigned dim;
1132         unsigned nparam;
1133
1134         if (!bset)
1135                 goto error;
1136
1137         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1138         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1139         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1140
1141         if (n == dim)
1142                 return bset;
1143
1144         bset = isl_basic_set_cow(bset);
1145         if (!bset)
1146                 return NULL;
1147
1148         blk = isl_blk_alloc(bset->ctx, dim);
1149         if (isl_blk_is_error(blk))
1150                 goto error;
1151
1152         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1153                 swap_vars(blk,
1154                           bset->eq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1155
1156         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1157                 swap_vars(blk,
1158                           bset->ineq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1159
1160         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
1161                 swap_vars(blk,
1162                           bset->div[i]+1+1+nparam, n, dim - n);
1163
1164         isl_blk_free(bset->ctx, blk);
1165
1166         ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1167         return isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
1168 error:
1169         isl_basic_set_free(bset);
1170         return NULL;
1171 }
1172
1173 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_set *set, unsigned n)
1174 {
1175         int i;
1176         set = isl_set_cow(set);
1177         if (!set)
1178                 return NULL;
1179
1180         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1181                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1182                 if (!set->p[i]) {
1183                         isl_set_free(set);
1184                         return NULL;
1185                 }
1186         }
1187         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1188         return set;
1189 }
1190
1191 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1192 {
1193         int i = 0;
1194         unsigned total;
1195         if (!bmap)
1196                 goto error;
1197         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1198         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1199         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1200         if (bmap->n_eq > 0)
1201                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1202         else {
1203                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1204                 if (i < 0)
1205                         goto error;
1206         }
1207         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1208         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1209         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1210         isl_vec_free(bmap->sample);
1211         bmap->sample = NULL;
1212         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1213 error:
1214         isl_basic_map_free(bmap);
1215         return NULL;
1216 }
1217
1218 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1219 {
1220         return (struct isl_basic_set *)
1221                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1222 }
1223
1224 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1225 {
1226         int i;
1227         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1228         isl_int *t = bmap->div[a];
1229         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1230         bmap->div[b] = t;
1231
1232         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1233                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1234
1235         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1236                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1237
1238         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1239                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1240         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1241 }
1242
1243 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1244  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1245  * are not removed.
1246  */
1247 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1248         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1249 {
1250         int i;
1251
1252         if (!map)
1253                 return NULL;
1254         if (n == 0)
1255                 return map;
1256
1257         map = isl_map_cow(map);
1258         if (!map)
1259                 return NULL;
1260         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1261         first += pos(map->dim, type) - 1;
1262
1263         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1264                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1265                 if (!map->p[i])
1266                         goto error;
1267         }
1268         return map;
1269 error:
1270         isl_map_free(map);
1271         return NULL;
1272 }
1273
1274 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1275  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1276  * are not removed.
1277  */
1278 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1279         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1280 {
1281         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1282 }
1283
1284 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1285  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1286  * are not removed.
1287  */
1288 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1289         unsigned first, unsigned n)
1290 {
1291         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1292 }
1293
1294 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1295 struct isl_set *isl_set_remove_dims(struct isl_set *set,
1296         unsigned first, unsigned n)
1297 {
1298         set = isl_set_eliminate_dims(set, first, n);
1299         set = isl_set_drop_dims(set, first, n);
1300         return set;
1301 }
1302
1303 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(struct isl_basic_set *bset)
1304 {
1305         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, isl_dim_total(bset->dim),
1306                                                 bset->n_div);
1307         if (!bset)
1308                 return NULL;
1309         bset->n_div = 0;
1310         return bset;
1311 }
1312
1313 struct isl_set *isl_set_remove_divs(struct isl_set *set)
1314 {
1315         int i;
1316
1317         if (!set)
1318                 return NULL;
1319         if (set->n == 0)
1320                 return set;
1321
1322         set = isl_set_cow(set);
1323         if (!set)
1324                 return NULL;
1325
1326         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1327                 set->p[i] = isl_basic_set_remove_divs(set->p[i]);
1328                 if (!set->p[i])
1329                         goto error;
1330         }
1331         return set;
1332 error:
1333         isl_set_free(set);
1334         return NULL;
1335 }
1336
1337 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove(struct isl_basic_map *bmap,
1338         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1339 {
1340         if (!bmap)
1341                 return NULL;
1342         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1343                         goto error);
1344         if (n == 0)
1345                 return bmap;
1346         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1347                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1348         if (!bmap)
1349                 return bmap;
1350         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1351                 return bmap;
1352         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1353         return bmap;
1354 error:
1355         isl_basic_map_free(bmap);
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove(__isl_take isl_basic_set *bset,
1360         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1361 {
1362         return (isl_basic_set *)
1363                 isl_basic_map_remove((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1364 }
1365
1366 struct isl_map *isl_map_remove(struct isl_map *map,
1367         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1368 {
1369         int i;
1370
1371         if (n == 0)
1372                 return map;
1373
1374         map = isl_map_cow(map);
1375         if (!map)
1376                 return NULL;
1377         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1378
1379         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1380                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1381                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1382                 if (!map->p[i])
1383                         goto error;
1384         }
1385         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1386         return map;
1387 error:
1388         isl_map_free(map);
1389         return NULL;
1390 }
1391
1392 __isl_give isl_set *isl_set_remove(__isl_take isl_set *bset,
1393         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1394 {
1395         return (isl_set *)isl_map_remove((isl_map *)bset, type, first, n);
1396 }
1397
1398 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1399 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1400         unsigned first, unsigned n)
1401 {
1402         return isl_map_remove(map, isl_dim_in, first, n);
1403 }
1404
1405 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1406 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(struct isl_basic_set *bset,
1407         unsigned first, unsigned n)
1408 {
1409         unsigned nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1410         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, nparam + first, n);
1411         bset = isl_basic_set_drop_dims(bset, first, n);
1412         return bset;
1413 }
1414
1415 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1416                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1417 {
1418         const char *name;
1419         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1420         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1421         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1422         if (!pos)
1423                 isl_int_print(out, c, 0);
1424         else {
1425                 if (!isl_int_is_one(c))
1426                         isl_int_print(out, c, 0);
1427                 if (pos < 1 + nparam) {
1428                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1429                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1430                         if (name)
1431                                 fprintf(out, "%s", name);
1432                         else
1433                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1434                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1435                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1436                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1437                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1438                 else
1439                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1440         }
1441 }
1442
1443 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1444                                 int sign, FILE *out)
1445 {
1446         int i;
1447         int first;
1448         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1449         isl_int v;
1450
1451         isl_int_init(v);
1452         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1453                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1454                         continue;
1455                 if (!first)
1456                         fprintf(out, " + ");
1457                 first = 0;
1458                 isl_int_abs(v, c[i]);
1459                 dump_term(bmap, v, i, out);
1460         }
1461         isl_int_clear(v);
1462         if (first)
1463                 fprintf(out, "0");
1464 }
1465
1466 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1467                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1468 {
1469         int i;
1470
1471         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1472
1473         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1474         fprintf(out, " %s ", op);
1475         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1476
1477         fprintf(out, "\n");
1478
1479         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1480                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1481                         continue;
1482                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1483                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1484                 abort();
1485         }
1486 }
1487
1488 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1489                                 isl_int **c, unsigned n,
1490                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1491 {
1492         int i;
1493
1494         for (i = 0; i < n; ++i)
1495                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1496 }
1497
1498 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1499 {
1500         int j;
1501         int first = 1;
1502         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1503
1504         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1505                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1506                         continue;
1507                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1508                         fprintf(out, "+");
1509                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1510                 first = 0;
1511         }
1512 }
1513
1514 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1515 {
1516         int i;
1517
1518         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1519         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1520
1521         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1522                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1523                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1524                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1525                 fprintf(out, ")/");
1526                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1527                 fprintf(out, "]\n");
1528         }
1529 }
1530
1531 void isl_basic_set_dump(struct isl_basic_set *bset, FILE *out, int indent)
1532 {
1533         if (!bset) {
1534                 fprintf(out, "null basic set\n");
1535                 return;
1536         }
1537
1538         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1539         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1540                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1541                         bset->extra, bset->flags);
1542         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1543 }
1544
1545 void isl_basic_map_dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1546 {
1547         if (!bmap) {
1548                 fprintf(out, "null basic map\n");
1549                 return;
1550         }
1551
1552         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1553         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1554                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1555                 bmap->ref,
1556                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1557                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1558         dump(bmap, out, indent);
1559 }
1560
1561 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1562 {
1563         unsigned total;
1564         if (!bmap)
1565                 return -1;
1566         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1567         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1568         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1569         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1570         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1571         return 0;
1572 }
1573
1574 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1575 {
1576         struct isl_set *set;
1577
1578         if (!dim)
1579                 return NULL;
1580         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
1581         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
1582         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1583                         sizeof(struct isl_set) +
1584                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1585         if (!set)
1586                 goto error;
1587
1588         set->ctx = dim->ctx;
1589         isl_ctx_ref(set->ctx);
1590         set->ref = 1;
1591         set->size = n;
1592         set->n = 0;
1593         set->dim = dim;
1594         set->flags = flags;
1595         return set;
1596 error:
1597         isl_dim_free(dim);
1598         return NULL;
1599 }
1600
1601 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1602                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1603 {
1604         struct isl_set *set;
1605         struct isl_dim *dims;
1606
1607         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1608         if (!dims)
1609                 return NULL;
1610
1611         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1612         return set;
1613 }
1614
1615 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1616  */
1617 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1618 {
1619         int i;
1620         struct isl_map *grown = NULL;
1621
1622         if (!map)
1623                 return NULL;
1624         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1625         if (map->n + n <= map->size)
1626                 return map;
1627         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1628         if (!grown)
1629                 goto error;
1630         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1631                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1632                 if (!grown->p[i])
1633                         goto error;
1634                 grown->n++;
1635         }
1636         isl_map_free(map);
1637         return grown;
1638 error:
1639         isl_map_free(grown);
1640         isl_map_free(map);
1641         return NULL;
1642 }
1643
1644 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1645  */
1646 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1647 {
1648         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1649 }
1650
1651 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1652 {
1653         int i;
1654         struct isl_set *dup;
1655
1656         if (!set)
1657                 return NULL;
1658
1659         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1660         if (!dup)
1661                 return NULL;
1662         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1663                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1664         return dup;
1665 }
1666
1667 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1668 {
1669         struct isl_set *set;
1670
1671         if (!bset)
1672                 return NULL;
1673
1674         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1675         if (!set) {
1676                 isl_basic_set_free(bset);
1677                 return NULL;
1678         }
1679         return isl_set_add_basic_set(set, bset);
1680 }
1681
1682 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1683 {
1684         struct isl_map *map;
1685
1686         if (!bmap)
1687                 return NULL;
1688
1689         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1690         if (!map) {
1691                 isl_basic_map_free(bmap);
1692                 return NULL;
1693         }
1694         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1695 }
1696
1697 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1698                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1699 {
1700         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1701                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1702 }
1703
1704 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1705 {
1706         int i;
1707
1708         if (!set)
1709                 return;
1710
1711         if (--set->ref > 0)
1712                 return;
1713
1714         isl_ctx_deref(set->ctx);
1715         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1716                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1717         isl_dim_free(set->dim);
1718         free(set);
1719 }
1720
1721 void isl_set_dump(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1722 {
1723         int i;
1724
1725         if (!set) {
1726                 fprintf(out, "null set\n");
1727                 return;
1728         }
1729
1730         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1731         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
1732                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
1733                         set->flags);
1734         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1735                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1736                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1737                 isl_basic_set_dump(set->p[i], out, indent+4);
1738         }
1739 }
1740
1741 void isl_map_dump(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
1742 {
1743         int i;
1744
1745         if (!map) {
1746                 fprintf(out, "null map\n");
1747                 return;
1748         }
1749
1750         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1751         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
1752                      "flags: %x, n_name: %d\n",
1753                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
1754                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
1755         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1756                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1757                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1758                 isl_basic_map_dump(map->p[i], out, indent+4);
1759         }
1760 }
1761
1762 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1763                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1764 {
1765         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1766         struct isl_dim *dim;
1767
1768         if (!bmap || !bset)
1769                 goto error;
1770
1771         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1772                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1773
1774         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1775                 isl_assert(bset->ctx,
1776                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
1777
1778         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1779         if (!bmap)
1780                 goto error;
1781         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1782                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1783         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
1784         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1785         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
1786
1787         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1788         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1789 error:
1790         isl_basic_map_free(bmap);
1791         isl_basic_set_free(bset);
1792         return NULL;
1793 }
1794
1795 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1796                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1797 {
1798         struct isl_basic_map *bmap_range;
1799
1800         if (!bmap || !bset)
1801                 goto error;
1802
1803         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1804                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1805
1806         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1807                 isl_assert(bset->ctx,
1808                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
1809
1810         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1811         if (!bmap)
1812                 goto error;
1813         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1814                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1815         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
1816         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
1817
1818         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1819         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1820 error:
1821         isl_basic_map_free(bmap);
1822         isl_basic_set_free(bset);
1823         return NULL;
1824 }
1825
1826 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
1827 {
1828         int i;
1829         unsigned total;
1830         isl_int s;
1831
1832         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1833         if (total != vec->size)
1834                 return -1;
1835
1836         isl_int_init(s);
1837
1838         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1839                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
1840                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
1841                         isl_int_clear(s);
1842                         return 0;
1843                 }
1844         }
1845
1846         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1847                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
1848                 if (isl_int_is_neg(s)) {
1849                         isl_int_clear(s);
1850                         return 0;
1851                 }
1852         }
1853
1854         isl_int_clear(s);
1855
1856         return 1;
1857 }
1858
1859 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
1860 {
1861         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
1862 }
1863
1864 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1865                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1866 {
1867         struct isl_vec *sample = NULL;
1868
1869         if (!bmap1 || !bmap2)
1870                 goto error;
1871
1872         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
1873                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
1874         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
1875                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
1876             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1877                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1878                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
1879
1880         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1881                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1882                 isl_assert(bmap1->ctx,
1883                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
1884
1885         if (bmap1->sample &&
1886             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
1887             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
1888                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
1889         else if (bmap2->sample &&
1890             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
1891             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
1892                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
1893
1894         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
1895         if (!bmap1)
1896                 goto error;
1897         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
1898                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1899         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
1900
1901         if (!bmap1)
1902                 isl_vec_free(sample);
1903         else if (sample) {
1904                 isl_vec_free(bmap1->sample);
1905                 bmap1->sample = sample;
1906         }
1907
1908         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
1909         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
1910 error:
1911         if (sample)
1912                 isl_vec_free(sample);
1913         isl_basic_map_free(bmap1);
1914         isl_basic_map_free(bmap2);
1915         return NULL;
1916 }
1917
1918 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1919                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
1920 {
1921         return (struct isl_basic_set *)
1922                 isl_basic_map_intersect(
1923                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1924                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1925 }
1926
1927 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
1928  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
1929  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
1930  * added to the other map.
1931  */
1932 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
1933         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
1934 {
1935         struct isl_basic_map *bmap1;
1936         struct isl_basic_map *bmap2;
1937
1938         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
1939         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
1940         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1941         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1942
1943         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
1944                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1945
1946         isl_assert(map2->ctx,
1947                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
1948
1949         map1 = isl_map_cow(map1);
1950         if (!map1)
1951                 goto error;
1952         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1953                 isl_map_free(map2);
1954                 return map1;
1955         }
1956         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
1957         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
1958                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
1959         else
1960                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
1961                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
1962
1963         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
1964         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
1965         if (!map1->p[0])
1966                 goto error;
1967
1968         if (isl_basic_map_fast_is_empty(map1->p[0])) {
1969                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
1970                 map1->n = 0;
1971         }
1972
1973         isl_map_free(map2);
1974
1975         return map1;
1976 error:
1977         isl_map_free(map1);
1978         isl_map_free(map2);
1979         return NULL;
1980 }
1981
1982 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
1983 {
1984         unsigned flags = 0;
1985         struct isl_map *result;
1986         int i, j;
1987
1988         if (!map1 || !map2)
1989                 goto error;
1990
1991         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1992                 isl_map_free(map2);
1993                 return map1;
1994         }
1995         if (isl_map_fast_is_empty(map2)) {
1996                 isl_map_free(map1);
1997                 return map2;
1998         }
1999
2000         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2001             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2002             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2003             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2004              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2005                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2006         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2007                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2008         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2009                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2010             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2011                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2012
2013         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2014                 isl_assert(map1->ctx,
2015                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2016
2017         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2018             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2019                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2020
2021         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2022                                 map1->n * map2->n, flags);
2023         if (!result)
2024                 goto error;
2025         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2026                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2027                         struct isl_basic_map *part;
2028                         part = isl_basic_map_intersect(
2029                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2030                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2031                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2032                                 isl_basic_map_free(part);
2033                         else
2034                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2035                         if (!result)
2036                                 goto error;
2037                 }
2038         isl_map_free(map1);
2039         isl_map_free(map2);
2040         return result;
2041 error:
2042         isl_map_free(map1);
2043         isl_map_free(map2);
2044         return NULL;
2045 }
2046
2047 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2048 {
2049         return (struct isl_set *)
2050                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2051                                   (struct isl_map *)set2);
2052 }
2053
2054 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2055 {
2056         struct isl_dim *dim;
2057         struct isl_basic_set *bset;
2058         unsigned in;
2059
2060         if (!bmap)
2061                 return NULL;
2062         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2063         if (!bmap)
2064                 return NULL;
2065         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2066         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2067         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2068         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2069         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2070 }
2071
2072 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2073                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2074 {
2075         struct isl_dim *res_dim;
2076         struct isl_basic_map *res;
2077         struct isl_dim_map *dim_map;
2078         unsigned total, off;
2079         enum isl_dim_type t;
2080
2081         if (n == 0)
2082                 return bmap;
2083
2084         if (!bmap)
2085                 return NULL;
2086
2087         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2088
2089         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2090         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2091         off = 0;
2092         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2093                 if (t != type) {
2094                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2095                 } else {
2096                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2097                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2098                                                 0, pos, off);
2099                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2100                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2101                 }
2102                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2103         }
2104         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2105
2106         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2107                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2108         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2109         res = isl_basic_map_simplify(res);
2110         return isl_basic_map_finalize(res);
2111 }
2112
2113 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2114                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2115 {
2116         if (!bmap)
2117                 return NULL;
2118         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2119                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2120 }
2121
2122 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2123                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2124 {
2125         if (!bset)
2126                 return NULL;
2127         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2128         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2129 error:
2130         isl_basic_set_free(bset);
2131         return NULL;
2132 }
2133
2134 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2136 {
2137         int i;
2138
2139         if (n == 0)
2140                 return map;
2141
2142         map = isl_map_cow(map);
2143         if (!map)
2144                 return NULL;
2145
2146         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2147         if (!map->dim)
2148                 goto error;
2149
2150         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2151                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2152                 if (!map->p[i])
2153                         goto error;
2154         }
2155
2156         return map;
2157 error:
2158         isl_map_free(map);
2159         return NULL;
2160 }
2161
2162 __isl_give isl_map *isl_map_add(__isl_take isl_map *map,
2163                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2164 {
2165         if (!map)
2166                 return NULL;
2167         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2168 }
2169
2170 __isl_give isl_set *isl_set_add(__isl_take isl_set *set,
2171                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2172 {
2173         if (!set)
2174                 return NULL;
2175         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2176         return (isl_set *)isl_map_add((isl_map *)set, type, n);
2177 error:
2178         isl_set_free(set);
2179         return NULL;
2180 }
2181
2182 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2183         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2184         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2185         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2186 {
2187         int i;
2188         struct isl_dim_map *dim_map;
2189         struct isl_basic_map *res;
2190         enum isl_dim_type t;
2191         unsigned total, off;
2192
2193         if (!bmap)
2194                 return NULL;
2195         if (n == 0)
2196                 return bmap;
2197
2198         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2199                 goto error);
2200
2201         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2202                 return bmap;
2203
2204         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2205
2206         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2207             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2208                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2209                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2210                 if (!bmap)
2211                         return NULL;
2212
2213                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2214                                                 src_type, src_pos, n);
2215                 if (!bmap->dim)
2216                         goto error;
2217
2218                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2219
2220                 return bmap;
2221         }
2222
2223         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2224         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2225
2226         off = 0;
2227         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2228                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2229                 if (t == dst_type) {
2230                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2231                                             0, dst_pos, off);
2232                         off += dst_pos;
2233                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2234                                             src_pos, n, off);
2235                         off += n;
2236                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2237                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2238                         off += size - dst_pos;
2239                 } else if (t == src_type) {
2240                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2241                                             0, src_pos, off);
2242                         off += src_pos;
2243                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2244                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2245                         off += size - src_pos - n;
2246                 } else {
2247                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2248                         off += size;
2249                 }
2250         }
2251         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2252
2253         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2254                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2255         bmap = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2256
2257         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2258                                         src_type, src_pos, n);
2259         if (!bmap->dim)
2260                 goto error;
2261
2262         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2263         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2264         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2265
2266         return bmap;
2267 error:
2268         isl_basic_map_free(bmap);
2269         return NULL;
2270 }
2271
2272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2273         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2274         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2275 {
2276         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2277                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2278 }
2279
2280 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2281         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2282         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2283 {
2284         if (!set)
2285                 return NULL;
2286         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2287         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2288                                         src_type, src_pos, n);
2289 error:
2290         isl_set_free(set);
2291         return NULL;
2292 }
2293
2294 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2295         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2296         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2297 {
2298         int i;
2299
2300         if (!map)
2301                 return NULL;
2302         if (n == 0)
2303                 return map;
2304
2305         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2306                 goto error);
2307
2308         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2309                 return map;
2310
2311         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2312
2313         map = isl_map_cow(map);
2314         if (!map)
2315                 return NULL;
2316
2317         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2318         if (!map->dim)
2319                 goto error;
2320
2321         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2322                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2323                                                 dst_type, dst_pos,
2324                                                 src_type, src_pos, n);
2325                 if (!map->p[i])
2326                         goto error;
2327         }
2328
2329         return map;
2330 error:
2331         isl_map_free(map);
2332         return NULL;
2333 }
2334
2335 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2336  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2337  * That's the responsibility of the caller.
2338  */
2339 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2340         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2341 {
2342         struct isl_dim_map *dim_map;
2343         struct isl_basic_map *res;
2344         enum isl_dim_type t;
2345         unsigned total, off;
2346
2347         if (!bmap)
2348                 return NULL;
2349         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2350                 return bmap;
2351
2352         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2353         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2354
2355         off = 0;
2356         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2357                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2358                 if (t == type) {
2359                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2360                                             0, first, off);
2361                         off += first;
2362                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2363                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2364                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2365                                             first + n, size - (first + n), off);
2366                         off += size - (first + n);
2367                 } else {
2368                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2369                         off += size;
2370                 }
2371         }
2372         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2373
2374         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2375                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2376         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2377         return res;
2378 }
2379
2380 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2381  * into existentially quantified variables.
2382  */
2383 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2384                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2385                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2386 {
2387         int i;
2388         size_t row_size;
2389         isl_int **new_div;
2390         isl_int *old;
2391
2392         if (n == 0)
2393                 return bmap;
2394
2395         if (!bmap)
2396                 return NULL;
2397
2398         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2399                 return isl_basic_map_remove(bmap, type, first, n);
2400
2401         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2402                         goto error);
2403
2404         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2405         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2406         if (!bmap)
2407                 return NULL;
2408
2409         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2410         old = bmap->block2.data;
2411         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2412                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2413         if (!bmap->block2.data)
2414                 goto error;
2415         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2416         if (!new_div)
2417                 goto error;
2418         for (i = 0; i < n; ++i) {
2419                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2420                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2421                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2422         }
2423         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2424                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2425         free(bmap->div);
2426         bmap->div = new_div;
2427         bmap->n_div += n;
2428         bmap->extra += n;
2429
2430         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2431         if (!bmap->dim)
2432                 goto error;
2433         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2434         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2435         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2436 error:
2437         isl_basic_map_free(bmap);
2438         return NULL;
2439 }
2440
2441 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2442  * into existentially quantified variables.
2443  */
2444 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2445                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2446 {
2447         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2448                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2449 }
2450
2451 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2452  * into existentially quantified variables.
2453  */
2454 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2455                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2456 {
2457         int i;
2458
2459         if (!map)
2460                 return NULL;
2461
2462         if (n == 0)
2463                 return map;
2464
2465         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2466
2467         map = isl_map_cow(map);
2468         if (!map)
2469                 return NULL;
2470
2471         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2472         if (!map->dim)
2473                 goto error;
2474
2475         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2476                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2477                 if (!map->p[i])
2478                         goto error;
2479         }
2480
2481         return map;
2482 error:
2483         isl_map_free(map);
2484         return NULL;
2485 }
2486
2487 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2488  * into existentially quantified variables.
2489  */
2490 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2491                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2492 {
2493         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2494 }
2495
2496 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2497 {
2498         int i, j;
2499
2500         for (i = 0; i < n; ++i) {
2501                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2502                 if (j < 0)
2503                         goto error;
2504                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2505         }
2506         return bmap;
2507 error:
2508         isl_basic_map_free(bmap);
2509         return NULL;
2510 }
2511
2512 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2513                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2514 {
2515         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2516         struct isl_basic_map *bmap;
2517         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2518         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2519
2520         if (!bmap1 || !bmap2)
2521                 goto error;
2522
2523         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2524                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2525
2526         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2527         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2528         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2529         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2530
2531         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2532         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2533         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2534         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2535         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2536         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2537         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2538         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2539         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2540         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2541         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2542
2543         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2544                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2545                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2546                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2547         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2548         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2549         bmap = add_divs(bmap, n);
2550         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2551         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2552         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2553 error:
2554         isl_basic_map_free(bmap1);
2555         isl_basic_map_free(bmap2);
2556         return NULL;
2557 }
2558
2559 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2560                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2561 {
2562         if (!bset || !bmap)
2563                 goto error;
2564
2565         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2566                     goto error);
2567
2568         return (struct isl_basic_set *)
2569                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2570 error:
2571         isl_basic_set_free(bset);
2572         isl_basic_map_free(bmap);
2573         return NULL;
2574 }
2575
2576 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2577                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2578 {
2579         if (!bmap1 || !bmap2)
2580                 goto error;
2581
2582         isl_assert(bmap1->ctx,
2583             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2584         isl_assert(bmap1->ctx,
2585             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2586             goto error);
2587
2588         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2589         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2590         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2591 error:
2592         isl_basic_map_free(bmap1);
2593         isl_basic_map_free(bmap2);
2594         return NULL;
2595 }
2596
2597 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2598  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2599  */
2600 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2601                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2602 {
2603         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2604         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2605         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2606         int i;
2607
2608         if (!bmap1 || !bmap2)
2609                 goto error;
2610
2611         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2612                 goto error);
2613
2614         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2615         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2616         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2617
2618         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2619         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2620         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2621         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2622         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2623         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2624         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2625         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2626         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2627         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2628         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2629
2630         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2631                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2632                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2633                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2634         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2635                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2636                 if (j < 0)
2637                         goto error;
2638                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2639                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2640                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2641                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2642         }
2643         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2644         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2645         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2646
2647         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2648         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2649 error:
2650         isl_basic_map_free(bmap);
2651         isl_basic_map_free(bmap1);
2652         isl_basic_map_free(bmap2);
2653         return NULL;
2654 }
2655
2656 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2657  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2658  */
2659 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2660 {
2661         struct isl_map *result;
2662         int i, j;
2663
2664         if (!map1 || !map2)
2665                 goto error;
2666
2667         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2668
2669         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2670                                 map1->n * map2->n, 0);
2671         if (!result)
2672                 goto error;
2673         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2674                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2675                         struct isl_basic_map *part;
2676                         part = isl_basic_map_sum(
2677                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2678                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2679                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2680                                 isl_basic_map_free(part);
2681                         else
2682                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2683                         if (!result)
2684                                 goto error;
2685                 }
2686         isl_map_free(map1);
2687         isl_map_free(map2);
2688         return result;
2689 error:
2690         isl_map_free(map1);
2691         isl_map_free(map2);
2692         return NULL;
2693 }
2694
2695 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2696         __isl_take isl_set *set2)
2697 {
2698         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2699 }
2700
2701 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2702  */
2703 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2704 {
2705         int i, j;
2706         unsigned off, n;
2707
2708         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2709         if (!bmap)
2710                 return NULL;
2711
2712         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2713         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2714         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2715                 for (j = 0; j < n; ++j)
2716                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2717         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2718                 for (j = 0; j < n; ++j)
2719                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
2720         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2721                 for (j = 0; j < n; ++j)
2722                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
2723         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2724 }
2725
2726 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2727  */
2728 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2729 {
2730         int i;
2731
2732         map = isl_map_cow(map);
2733         if (!map)
2734                 return NULL;
2735
2736         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2737                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
2738                 if (!map->p[i])
2739                         goto error;
2740         }
2741
2742         return map;
2743 error:
2744         isl_map_free(map);
2745         return NULL;
2746 }
2747
2748 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
2749 {
2750         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
2751 }
2752
2753 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
2754  * A -> floor(f(A)/d).
2755  */
2756 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
2757                 isl_int d)
2758 {
2759         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2760         struct isl_basic_map *result = NULL;
2761         struct isl_dim_map *dim_map;
2762         int i;
2763
2764         if (!bmap)
2765                 return NULL;
2766
2767         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2768         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2769         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2770
2771         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
2772         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2773         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2774         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2775         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
2776         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
2777
2778         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
2779                         bmap->n_div + n_out,
2780                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
2781         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
2782         result = add_divs(result, n_out);
2783         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2784                 int j;
2785                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2786                 if (j < 0)
2787                         goto error;
2788                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2789                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2790                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
2791                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2792                 if (j < 0)
2793                         goto error;
2794                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2795                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2796                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
2797                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
2798         }
2799
2800         result = isl_basic_map_simplify(result);
2801         return isl_basic_map_finalize(result);
2802 error:
2803         isl_basic_map_free(result);
2804         return NULL;
2805 }
2806
2807 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
2808  * A -> floor(f(A)/d).
2809  */
2810 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
2811 {
2812         int i;
2813
2814         map = isl_map_cow(map);
2815         if (!map)
2816                 return NULL;
2817
2818         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
2819         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2820         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2821                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
2822                 if (!map->p[i])
2823                         goto error;
2824         }
2825
2826         return map;
2827 error:
2828         isl_map_free(map);
2829         return NULL;
2830 }
2831
2832 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2833 {
2834         int i;
2835         unsigned nparam;
2836         unsigned n_in;
2837
2838         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2839         if (i < 0)
2840                 goto error;
2841         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2842         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2843         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2844         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
2845         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2846         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2847 error:
2848         isl_basic_map_free(bmap);
2849         return NULL;
2850 }
2851
2852 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
2853  */
2854 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2855 {
2856         int i;
2857         unsigned nparam;
2858         unsigned n_in;
2859
2860         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2861         if (i < 0)
2862                 goto error;
2863         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2864         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2865         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2866         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2867         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2868         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2869         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2870 error:
2871         isl_basic_map_free(bmap);
2872         return NULL;
2873 }
2874
2875 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
2876  */
2877 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
2878         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2879 {
2880         int i;
2881         unsigned nparam;
2882         unsigned n_in;
2883
2884         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2885         if (i < 0)
2886                 goto error;
2887         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2888         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2889         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2890         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2891         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2892         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2893 error:
2894         isl_basic_map_free(bmap);
2895         return NULL;
2896 }
2897
2898 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
2899  */
2900 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2901 {
2902         int i;
2903         unsigned nparam;
2904         unsigned n_in;
2905
2906         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2907         if (i < 0)
2908                 goto error;
2909         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2910         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2911         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2912         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2913         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2914         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2915         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2916 error:
2917         isl_basic_map_free(bmap);
2918         return NULL;
2919 }
2920
2921 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
2922  */
2923 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
2924         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2925 {
2926         int i;
2927         unsigned nparam;
2928         unsigned n_in;
2929
2930         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2931         if (i < 0)
2932                 goto error;
2933         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2934         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2935         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2936         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2937         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2938         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2939 error:
2940         isl_basic_map_free(bmap);
2941         return NULL;
2942 }
2943
2944 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
2945 {
2946         int i;
2947         struct isl_basic_map *bmap;
2948         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
2949         if (!bmap)
2950                 return NULL;
2951         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
2952                 bmap = var_equal(bmap, i);
2953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2954 }
2955
2956 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
2957  */
2958 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2959 {
2960         int i;
2961         struct isl_basic_map *bmap;
2962         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2963         if (!bmap)
2964                 return NULL;
2965         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2966                 bmap = var_equal(bmap, i);
2967         if (bmap)
2968                 bmap = var_less(bmap, pos);
2969         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2970 }
2971
2972 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
2973  */
2974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
2975         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
2976 {
2977         int i;
2978         isl_basic_map *bmap;
2979
2980         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2981         for (i = 0; i < pos; ++i)
2982                 bmap = var_equal(bmap, i);
2983         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
2984         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2985 }
2986
2987 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
2988  */
2989 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2990 {
2991         int i;
2992         struct isl_basic_map *bmap;
2993         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2994         if (!bmap)
2995                 return NULL;
2996         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2997                 bmap = var_equal(bmap, i);
2998         if (bmap)
2999                 bmap = var_more(bmap, pos);
3000         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3001 }
3002
3003 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3004  */
3005 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3006         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3007 {
3008         int i;
3009         isl_basic_map *bmap;
3010
3011         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3012         for (i = 0; i < pos; ++i)
3013                 bmap = var_equal(bmap, i);
3014         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3015         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3016 }
3017
3018 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3019         unsigned n, int equal)
3020 {
3021         struct isl_map *map;
3022         int i;
3023
3024         if (n == 0 && equal)
3025                 return isl_map_universe(dims);
3026
3027         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3028
3029         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3030                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3031                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3032         if (n > 0) {
3033                 if (equal)
3034                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3035                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3036                 else
3037                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3038                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3039         } else
3040                 isl_dim_free(dims);
3041
3042         return map;
3043 }
3044
3045 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3046 {
3047         if (!dims)
3048                 return NULL;
3049         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3050 }
3051
3052 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3053 {
3054         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3058 {
3059         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3060 }
3061
3062 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3063 {
3064         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3065 }
3066
3067 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3068 {
3069         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3070 }
3071
3072 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3073         unsigned n, int equal)
3074 {
3075         struct isl_map *map;
3076         int i;
3077
3078         if (n == 0 && equal)
3079                 return isl_map_universe(dims);
3080
3081         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3082
3083         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3084                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3085                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3086         if (n > 0) {
3087                 if (equal)
3088                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3089                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3090                 else
3091                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3092                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3093         } else
3094                 isl_dim_free(dims);
3095
3096         return map;
3097 }
3098
3099 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3100 {
3101         if (!dims)
3102                 return NULL;
3103         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3104 }
3105
3106 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3107 {
3108         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3109 }
3110
3111 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3112 {
3113         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3114 }
3115
3116 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3117 {
3118         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3119 }
3120
3121 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3122 {
3123         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3124 }
3125
3126 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3127                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3128 {
3129         struct isl_basic_map *bmap;
3130
3131         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3132         if (!bset || !dim)
3133                 goto error;
3134
3135         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3136         isl_dim_free(bset->dim);
3137         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3138         bmap->dim = dim;
3139         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3140 error:
3141         isl_basic_set_free(bset);
3142         isl_dim_free(dim);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3147 {
3148         if (!bmap)
3149                 goto error;
3150         if (bmap->dim->n_in == 0)
3151                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3152         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3153         if (!bmap)
3154                 goto error;
3155         bmap->dim = isl_dim_cow(bmap->dim);
3156         if (!bmap->dim)
3157                 goto error;
3158         bmap->dim->n_out += bmap->dim->n_in;
3159         bmap->dim->n_in = 0;
3160         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3161         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3162 error:
3163         isl_basic_map_free(bmap);
3164         return NULL;
3165 }
3166
3167 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3168  *
3169  *              f - m d >= 0
3170  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3171  *
3172  * Note that the second constraint is the negation of
3173  *
3174  *              f - m d >= n
3175  */
3176 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3177         unsigned pos, isl_int *div)
3178 {
3179         int i, j;
3180         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3181
3182         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3183         if (i < 0)
3184                 return -1;
3185         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3186         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3187
3188         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3189         if (j < 0)
3190                 return -1;
3191         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3192         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3193         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3194         return j;
3195 }
3196
3197 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3198         unsigned pos, isl_int *div)
3199 {
3200         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3201                                                         pos, div);
3202 }
3203
3204 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3205 {
3206         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3207         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3208
3209         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3210                                                         bmap->div[div]);
3211 }
3212
3213 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3214                 struct isl_basic_map *bmap)
3215 {
3216         if (!bmap)
3217                 goto error;
3218         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
3219                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3220         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3221         if (!bmap)
3222                 goto error;
3223         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3224         if (!bmap->dim)
3225                 goto error;
3226         bmap->extra -= bmap->n_div;
3227         bmap->n_div = 0;
3228         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3229         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3230 error:
3231         return NULL;
3232 }
3233
3234 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3235                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3236 {
3237         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3238 }
3239
3240 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3241         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3242 {
3243         struct isl_basic_map *bmap;
3244         struct isl_ctx *ctx;
3245         unsigned total;
3246         int i;
3247
3248         if (!bset || !like)
3249                 goto error;
3250         ctx = bset->ctx;
3251         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3252         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3253         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3254                         goto error);
3255         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3256                 isl_basic_map_free(like);
3257                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3258         }
3259         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3260         if (!bset)
3261                 goto error;
3262         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3263         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3264         isl_dim_free(bmap->dim);
3265         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3266         if (!bmap->dim)
3267                 goto error;
3268         bmap->n_div = like->n_div;
3269         bmap->extra += like->n_div;
3270         if (bmap->extra) {
3271                 unsigned ltotal;
3272                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3273                 if (ltotal > total)
3274                         ltotal = total;
3275                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3276                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3277                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3278                         goto error;
3279                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
3280                                                 bmap->extra);
3281                 if (!bmap->div)
3282                         goto error;
3283                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3284                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3285                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3286                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3287                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3288                 }
3289                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3290                                                         0, 2 * like->n_div);
3291                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3292                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3293                                 continue;
3294                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3295                                 goto error;
3296                 }
3297         }
3298         isl_basic_map_free(like);
3299         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3300         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3301         return bmap;
3302 error:
3303         isl_basic_map_free(like);
3304         isl_basic_set_free(bset);
3305         return NULL;
3306 }
3307
3308 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3309         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3310 {
3311         return (struct isl_basic_set *)
3312                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3313 }
3314
3315 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3316         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3317 {
3318         int i;
3319
3320         if (!set || !like)
3321                 goto error;
3322         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3323                     goto error);
3324         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3325                 isl_basic_set_free(like);
3326                 return set;
3327         }
3328         set = isl_set_cow(set);
3329         if (!set)
3330                 goto error;
3331         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3332                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3333                                                       isl_basic_set_copy(like));
3334                 if (!set->p[i])
3335                         goto error;
3336         }
3337         isl_dim_free(set->dim);
3338         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3339         if (!set->dim)
3340                 goto error;
3341         isl_basic_set_free(like);
3342         return set;
3343 error:
3344         isl_basic_set_free(like);
3345         isl_set_free(set);
3346         return NULL;
3347 }
3348
3349 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3350 {
3351         int i;
3352
3353         map = isl_map_cow(map);
3354         if (!map)
3355                 return NULL;
3356         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3357         if (!map->dim)
3358                 goto error;
3359
3360         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3361                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3362                                 goto error);
3363         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3364                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3365                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3366                 if (!map->p[i])
3367                         goto error;
3368         }
3369         if (map->n == 0)
3370                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3371         else {
3372                 isl_dim_free(map->dim);
3373                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3374         }
3375         if (!map->dim)
3376                 goto error;
3377         return (struct isl_set *)map;
3378 error:
3379         isl_map_free(map);
3380         return NULL;
3381 }
3382
3383 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3384 {
3385         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3386 }
3387
3388 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3389         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3390 {
3391         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3392         if (!bmap || !dim)
3393                 goto error;
3394
3395         isl_dim_free(bmap->dim);
3396         bmap->dim = dim;
3397
3398         return bmap;
3399 error:
3400         isl_basic_map_free(bmap);
3401         isl_dim_free(dim);
3402         return NULL;
3403 }
3404
3405 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3406         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3407 {
3408         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3409                                                         dim);
3410 }
3411
3412 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3413         __isl_take isl_dim *dim)
3414 {
3415         int i;
3416
3417         map = isl_map_cow(map);
3418         if (!map || !dim)
3419                 goto error;
3420
3421         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3422                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3423                                                     isl_dim_copy(dim));
3424                 if (!map->p[i])
3425                         goto error;
3426         }
3427         isl_dim_free(map->dim);
3428         map->dim = dim;
3429
3430         return map;
3431 error:
3432         isl_map_free(map);
3433         isl_dim_free(dim);
3434         return NULL;
3435 }
3436
3437 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3438         __isl_take isl_dim *dim)
3439 {
3440         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3441 }
3442
3443 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3444 {
3445         struct isl_basic_set *domain;
3446         unsigned n_in;
3447         unsigned n_out;
3448         if (!bmap)
3449                 return NULL;
3450         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3451         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3452         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3453         return isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3454 }
3455
3456 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3457 {
3458         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3459 }
3460
3461 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3462 {
3463         int i;
3464         struct isl_set *set;
3465
3466         if (!map)
3467                 goto error;
3468         if (isl_map_dim(map, isl_dim_in) == 0)
3469                 return (isl_set *)map;
3470
3471         map = isl_map_cow(map);
3472         if (!map)
3473                 goto error;
3474
3475         set = (struct isl_set *) map;
3476         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3477         if (!set->dim)
3478                 goto error;
3479         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3480                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3481                 if (!set->p[i])
3482                         goto error;
3483         }
3484         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3485         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3486         return set;
3487 error:
3488         isl_map_free(map);
3489         return NULL;
3490 }
3491
3492 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
3493 {
3494         int i;
3495         struct isl_map *map = NULL;
3496
3497         set = isl_set_cow(set);
3498         if (!set || !dim)
3499                 goto error;
3500         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
3501         map = (struct isl_map *)set;
3502         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3503                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
3504                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
3505                 if (!map->p[i])
3506                         goto error;
3507         }
3508         isl_dim_free(map->dim);
3509         map->dim = dim;
3510         return map;
3511 error:
3512         isl_dim_free(dim);
3513         isl_set_free(set);
3514         return NULL;
3515 }
3516
3517 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
3518 {
3519         return (struct isl_map *)set;
3520 }
3521
3522 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
3523 {
3524         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
3525 }
3526
3527 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
3528         __isl_take isl_set *range)
3529 {
3530         return isl_map_product(isl_map_from_domain(domain),
3531                                isl_map_from_range(range));
3532 }
3533
3534 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
3535 {
3536         int i;
3537         struct isl_set *set = NULL;
3538
3539         if (!map)
3540                 return NULL;
3541         map = isl_map_cow(map);
3542         if (!map)
3543                 return NULL;
3544         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3545         if (!map->dim)
3546                 goto error;
3547         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
3548         map->dim->n_in = 0;
3549         set = (struct isl_set *)map;
3550         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3551                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
3552                 if (!set->p[i])
3553                         goto error;
3554         }
3555         return set;
3556 error:
3557         isl_map_free(map);
3558         return NULL;
3559 }
3560
3561 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
3562 {
3563         struct isl_map *map;
3564
3565         if (!dim)
3566                 return NULL;
3567         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
3568         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
3569                         sizeof(struct isl_map) +
3570                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
3571         if (!map)
3572                 goto error;
3573
3574         map->ctx = dim->ctx;
3575         isl_ctx_ref(map->ctx);
3576         map->ref = 1;
3577         map->size = n;
3578         map->n = 0;
3579         map->dim = dim;
3580         map->flags = flags;
3581         return map;
3582 error:
3583         isl_dim_free(dim);
3584         return NULL;
3585 }
3586
3587 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
3588                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
3589                 unsigned flags)
3590 {
3591         struct isl_map *map;
3592         struct isl_dim *dims;
3593
3594         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
3595         if (!dims)
3596                 return NULL;
3597
3598         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
3599         return map;
3600 }
3601
3602 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
3603 {
3604         struct isl_basic_map *bmap;
3605         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3606         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3607         return bmap;
3608 }
3609
3610 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
3611 {
3612         struct isl_basic_set *bset;
3613         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3614         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3615         return bset;
3616 }
3617
3618 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
3619 {
3620         struct isl_basic_map *bmap;
3621         if (!model)
3622                 return NULL;
3623         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3624         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3625         return bmap;
3626 }
3627
3628 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
3629 {
3630         struct isl_basic_map *bmap;
3631         if (!model)
3632                 return NULL;
3633         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3634         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3635         return bmap;
3636 }
3637
3638 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
3639 {
3640         struct isl_basic_set *bset;
3641         if (!model)
3642                 return NULL;
3643         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3644         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3645         return bset;
3646 }
3647
3648 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
3649 {
3650         struct isl_basic_map *bmap;
3651         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3652         return bmap;
3653 }
3654
3655 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
3656 {
3657         struct isl_basic_set *bset;
3658         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3659         return bset;
3660 }
3661
3662 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
3663                 __isl_keep isl_basic_map *model)
3664 {
3665         if (!model)
3666                 return NULL;
3667         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3668 }
3669
3670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
3671 {
3672         if (!model)
3673                 return NULL;
3674         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3675 }
3676
3677 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
3678         __isl_keep isl_set *model)
3679 {
3680         if (!model)
3681                 return NULL;
3682         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3683 }
3684
3685 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
3686 {
3687         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3688 }
3689
3690 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
3691 {
3692         if (!model)
3693                 return NULL;
3694         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3695 }
3696
3697 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
3698 {
3699         if (!model)
3700                 return NULL;
3701         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3702 }
3703
3704 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
3705 {
3706         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3707 }
3708
3709 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
3710 {
3711         if (!model)
3712                 return NULL;
3713         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
3714 }
3715
3716 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
3717 {
3718         struct isl_map *map;
3719         if (!dim)
3720                 return NULL;
3721         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3722         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
3723         return map;
3724 }
3725
3726 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
3727 {
3728         struct isl_set *set;
3729         if (!dim)
3730                 return NULL;
3731         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3732         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
3733         return set;
3734 }
3735
3736 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
3737 {
3738         if (!model)
3739                 return NULL;
3740         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
3741 }
3742
3743 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
3744 {
3745         int i;
3746         struct isl_map *dup;
3747
3748         if (!map)
3749                 return NULL;
3750         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
3751         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3752                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3753         return dup;
3754 }
3755
3756 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
3757                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
3758 {
3759         if (!bmap || !map)
3760                 goto error;
3761         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
3762                 isl_basic_map_free(bmap);
3763                 return map;
3764         }
3765         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
3766         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
3767         map->p[map->n] = bmap;
3768         map->n++;
3769         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3770         return map;
3771 error:
3772         if (map)
3773                 isl_map_free(map);
3774         if (bmap)
3775                 isl_basic_map_free(bmap);
3776         return NULL;
3777 }
3778
3779 void isl_map_free(struct isl_map *map)
3780 {
3781         int i;
3782
3783         if (!map)
3784                 return;
3785
3786         if (--map->ref > 0)
3787                 return;
3788
3789         isl_ctx_deref(map->ctx);
3790         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3791                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
3792         isl_dim_free(map->dim);
3793         free(map);
3794 }
3795
3796 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
3797                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
3798 {
3799         int i;
3800
3801         base = isl_map_cow(base);
3802         if (!base)
3803                 return NULL;
3804
3805         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3806         if (!base->dim)
3807                 goto error;
3808         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3809                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3810                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3811                 if (!base->p[i])
3812                         goto error;
3813         }
3814         return base;
3815 error:
3816         isl_map_free(base);
3817         return NULL;
3818 }
3819
3820 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3821                 unsigned nparam, unsigned dim)
3822 {
3823         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3824                                                         nparam, 0, dim);
3825 }
3826
3827 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
3828         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
3829 {
3830         int j;
3831
3832         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3833         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3834         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3835         if (j < 0)
3836                 goto error;
3837         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3838         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3839         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3840         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3841         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3842 error:
3843         isl_basic_map_free(bmap);
3844         return NULL;
3845 }
3846
3847 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
3848         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
3849 {
3850         int j;
3851
3852         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3853         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3854         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3855         if (j < 0)
3856                 goto error;
3857         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3858         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3859         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
3860         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3861         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3862 error:
3863         isl_basic_map_free(bmap);
3864         return NULL;
3865 }
3866
3867 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3868                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3869 {
3870         if (!bmap)
3871                 return NULL;
3872         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3873         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
3874                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3875 error:
3876         isl_basic_map_free(bmap);
3877         return NULL;
3878 }
3879
3880 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3881                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3882 {
3883         if (!bmap)
3884                 return NULL;
3885         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3886         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
3887                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3888 error:
3889         isl_basic_map_free(bmap);
3890         return NULL;
3891 }
3892
3893 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3894                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3895 {
3896         return (struct isl_basic_set *)
3897                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3898                                         type, pos, value);
3899 }
3900
3901 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
3902                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3903 {
3904         return (struct isl_basic_set *)
3905                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
3906                                         type, pos, value);
3907 }
3908
3909 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3910                 unsigned input, int value)
3911 {
3912         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3913 }
3914
3915 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3916                 unsigned dim, int value)
3917 {
3918         return (struct isl_basic_set *)
3919                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3920                                         isl_dim_set, dim, value);
3921 }
3922
3923 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3924                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3925 {
3926         int i;
3927
3928         map = isl_map_cow(map);
3929         if (!map)
3930                 return NULL;
3931
3932         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3933         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3934                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3935                 if (!map->p[i])
3936                         goto error;
3937         }
3938         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3939         return map;
3940 error:
3941         isl_map_free(map);
3942         return NULL;
3943 }
3944
3945 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
3946                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3947 {
3948         return (struct isl_set *)
3949                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
3950 }
3951
3952 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
3953                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3954 {
3955         int i;
3956
3957         map = isl_map_cow(map);
3958         if (!map)
3959                 return NULL;
3960
3961         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3962         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3963                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
3964                 if (!map->p[i])
3965                         goto error;
3966         }
3967         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3968         return map;
3969 error:
3970         isl_map_free(map);
3971         return NULL;
3972 }
3973
3974 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
3975                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3976 {
3977         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
3978 }
3979
3980 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3981                 unsigned input, int value)
3982 {
3983         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3984 }
3985
3986 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3987 {
3988         return (struct isl_set *)
3989                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3990 }
3991
3992 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
3993                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3994                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3995 {
3996         int j;
3997
3998         if (!bmap)
3999                 return NULL;
4000         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4001         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4002         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4003         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4004         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4005         if (j < 0)
4006                 goto error;
4007         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4008         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4009         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4010         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4011         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4012 error:
4013         isl_basic_map_free(bmap);
4014         return NULL;
4015 }
4016
4017 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4018         unsigned dim, isl_int value)
4019 {
4020         int j;
4021
4022         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4023         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4024         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4025         if (j < 0)
4026                 goto error;
4027         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4028         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4029         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4030         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4031         return isl_basic_set_finalize(bset);
4032 error:
4033         isl_basic_set_free(bset);
4034         return NULL;
4035 }
4036
4037 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4038                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4039 {
4040         int i;
4041
4042         map = isl_map_cow(map);
4043         if (!map)
4044                 return NULL;
4045
4046         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4047         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4048                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4049                                                          type, pos, value);
4050                 if (!map->p[i])
4051                         goto error;
4052         }
4053         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4054         return map;
4055 error:
4056         isl_map_free(map);
4057         return NULL;
4058 }
4059
4060 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4061                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4062 {
4063         return (struct isl_set *)
4064                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4065 }
4066
4067 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4068                                         isl_int value)
4069 {
4070         int i;
4071
4072         set = isl_set_cow(set);
4073         if (!set)
4074                 return NULL;
4075
4076         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4077         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4078                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4079                 if (!set->p[i])
4080                         goto error;
4081         }
4082         return set;
4083 error:
4084         isl_set_free(set);
4085         return NULL;
4086 }
4087
4088 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4089 {
4090         int i;
4091
4092         map = isl_map_cow(map);
4093         if (!map)
4094                 return NULL;
4095
4096         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4097         if (!map->dim)
4098                 goto error;
4099         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4100                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4101                 if (!map->p[i])
4102                         goto error;
4103         }
4104         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4105         return map;
4106 error:
4107         isl_map_free(map);
4108         return NULL;
4109 }
4110
4111 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4112                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4113                 struct isl_set **empty, int max)
4114 {
4115         if (!bmap)
4116                 goto error;
4117         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4118                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4119         else
4120                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4121 error:
4122         isl_basic_map_free(bmap);
4123         isl_basic_set_free(dom);
4124         if (empty)
4125                 *empty = NULL;
4126         return NULL;
4127 }
4128
4129 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4130                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4131                 struct isl_set **empty)
4132 {
4133         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4134 }
4135
4136 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4137                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4138                 struct isl_set **empty)
4139 {
4140         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4141 }
4142
4143 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4144                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4145                 struct isl_set **empty)
4146 {
4147         return (struct isl_set *)
4148                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4149                         dom, empty);
4150 }
4151
4152 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4153                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4154                 struct isl_set **empty)
4155 {
4156         return (struct isl_set *)
4157                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4158                         dom, empty);
4159 }
4160
4161 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicograhically minimal
4162  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4163  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4164  *
4165  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4166  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4167  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4168  * domain down into the parametric integer programming.
4169  */
4170 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4171                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4172                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4173 {
4174         int i;
4175         struct isl_map *res;
4176
4177         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4178         if (!dom)
4179                 goto error;
4180
4181         if (isl_set_fast_is_empty(dom)) {
4182                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4183                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4184                 isl_set_free(dom);
4185                 isl_basic_map_free(bmap);
4186                 return res;
4187         }
4188
4189         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4190                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4191
4192         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4193                 struct isl_map *res_i;
4194                 struct isl_set *empty_i;
4195
4196                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4197                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4198
4199                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4200                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4201         }
4202
4203         isl_set_free(dom);
4204         isl_basic_map_free(bmap);
4205         return res;
4206 error:
4207         *empty = NULL;
4208         isl_set_free(dom);
4209         isl_basic_map_free(bmap);
4210         return NULL;
4211 }
4212
4213 /* Given a map "map", compute the lexicograhically minimal
4214  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4215  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4216  *
4217  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4218  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4219  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4220  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4221  * improve both "res" and "todo".
4222  *
4223  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4224  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4225  * We first intersect basic map i with a relation that maps elements
4226  * to elements that are lexicographically larger than the image elements
4227  * in res^k and the compute the maximum image element of this intersection.
4228  * The result ("better") corresponds to those image elements in basic map i
4229  * that are better than what we had before.  The remainder ("keep") are the
4230  * domain elements for which the image element in res_k was better.
4231  * We also compute the lexicographical maximum of basic map i in todo^k.
4232  * res^i is the result of the operation + better + those elements in
4233  *              res^k that we should keep
4234  * todo^i is the remainder of the maximum operation on todo^k.
4235  */
4236 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4237                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4238                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4239 {
4240         int i;
4241         struct isl_map *res;
4242         struct isl_set *todo;
4243
4244         if (!map || !dom)
4245                 goto error;
4246
4247         if (isl_map_fast_is_empty(map)) {
4248                 if (empty)
4249                         *empty = dom;
4250                 else
4251                         isl_set_free(dom);
4252                 return map;
4253         }
4254
4255         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4256                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4257
4258         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4259                 struct isl_map *lt;
4260                 struct isl_map *better;
4261                 struct isl_set *keep;
4262                 struct isl_map *res_i;
4263                 struct isl_set *todo_i;
4264                 struct isl_dim *dim = isl_map_get_dim(res);
4265
4266                 dim = isl_dim_range(dim);
4267                 if (max)
4268                         lt = isl_map_lex_lt(dim);
4269                 else
4270                         lt = isl_map_lex_gt(dim);
4271                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4272                 lt = isl_map_intersect(lt,
4273                         isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4274                 better = isl_map_partial_lexopt(lt,
4275                         isl_map_domain(isl_map_copy(res)),
4276                         &keep, max);
4277
4278                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4279                                                 todo, &todo_i, max);
4280
4281                 res = isl_map_intersect_domain(res, keep);
4282                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4283                 res = isl_map_union_disjoint(res, better);
4284                 todo = todo_i;
4285         }
4286
4287         isl_set_free(dom);
4288         isl_map_free(map);
4289
4290         if (empty)
4291                 *empty = todo;
4292         else
4293                 isl_set_free(todo);
4294
4295         return res;
4296 error:
4297         if (empty)
4298                 *empty = NULL;
4299         isl_set_free(dom);
4300         isl_map_free(map);
4301         return NULL;
4302 }
4303
4304 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4305                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4306                 __isl_give isl_set **empty)
4307 {
4308         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4309 }
4310
4311 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4312                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4313                 __isl_give isl_set **empty)
4314 {
4315         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4316 }
4317
4318 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4319                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4320                 __isl_give isl_set **empty)
4321 {
4322         return (struct isl_set *)
4323                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4324                         dom, empty);
4325 }
4326
4327 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4328                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4329                 __isl_give isl_set **empty)
4330 {
4331         return (struct isl_set *)
4332                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4333                         dom, empty);
4334 }
4335
4336 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4337 {
4338         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4339         struct isl_dim *dom_dim;
4340
4341         if (!bmap)
4342                 goto error;
4343         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4344         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4345         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4346 error:
4347         isl_basic_map_free(bmap);
4348         return NULL;
4349 }
4350
4351 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4352 {
4353         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4354 }
4355
4356 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4357 {
4358         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4359 }
4360
4361 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4362 {
4363         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4364 }
4365
4366 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4367 {
4368         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4369 }
4370
4371 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4372 {
4373         struct isl_set *dom = NULL;
4374         struct isl_dim *dom_dim;
4375
4376         if (!map)
4377                 goto error;
4378         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
4379         dom = isl_set_universe(dom_dim);
4380         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
4381 error:
4382         isl_map_free(map);
4383         return NULL;
4384 }
4385
4386 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
4387 {
4388         return isl_map_lexopt(map, 0);
4389 }
4390
4391 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
4392 {
4393         return isl_map_lexopt(map, 1);
4394 }
4395
4396 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
4397 {
4398         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
4399 }
4400
4401 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
4402 {
4403         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
4404 }
4405
4406 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
4407  * bset is assumed to have only parameters and divs.
4408  */
4409 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
4410         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
4411 {
4412         unsigned nparam;
4413
4414         if (!bset || !mat)
4415                 goto error;
4416
4417         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
4418         if (!bset->dim)
4419                 goto error;
4420
4421         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4422
4423         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4424
4425         bset->dim->nparam = 0;
4426         bset->dim->n_out = nparam;
4427         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
4428         if (bset) {
4429                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
4430                 bset->dim->n_out = 0;
4431         }
4432         return bset;
4433 error:
4434         isl_mat_free(mat);
4435         isl_basic_set_free(bset);
4436         return NULL;
4437 }
4438
4439 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
4440  * set is assumed to have only parameters and divs.
4441  */
4442 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
4443         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
4444 {
4445         struct isl_dim *dim = NULL;
4446         unsigned nparam;
4447
4448         if (!set || !mat)
4449                 goto error;
4450
4451         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4452         dim = isl_dim_cow(dim);
4453         if (!dim)
4454                 goto error;
4455
4456         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
4457
4458         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4459
4460         dim->nparam = 0;
4461         dim->n_out = nparam;
4462         isl_set_reset_dim(set, dim);
4463         set = isl_set_preimage(set, mat);
4464         if (!set)
4465                 goto error2;
4466         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4467         dim = isl_dim_cow(dim);
4468         if (!dim)
4469                 goto error2;
4470         dim->nparam = dim->n_out;
4471         dim->n_out = 0;
4472         isl_set_reset_dim(set, dim);
4473         return set;
4474 error:
4475         isl_dim_free(dim);
4476         isl_mat_free(mat);
4477 error2:
4478         isl_set_free(set);
4479         return NULL;
4480 }
4481
4482 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
4483  * equalities in "eq".
4484  */
4485 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
4486         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
4487 {
4488         int i, k;
4489         unsigned len;
4490
4491         if (!bset || !eq)
4492                 goto error;
4493
4494         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
4495                                         eq->n_row, 0);
4496         if (!bset)
4497                 goto error;
4498
4499         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
4500         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
4501                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
4502                 if (k < 0)
4503                         goto error;
4504                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
4505                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
4506         }
4507         isl_mat_free(eq);
4508
4509         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4510         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4511
4512         return bset;
4513 error:
4514         isl_mat_free(eq);
4515         isl_basic_set_free(bset);
4516         return NULL;
4517 }
4518
4519 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
4520  * equalities in "eq".
4521  */
4522 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
4523         struct isl_mat *eq)
4524 {
4525         int i;
4526
4527         if (!set || !eq)
4528                 goto error;
4529
4530         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4531                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
4532                                         isl_mat_copy(eq));
4533                 if (!set->p[i])
4534                         goto error;
4535         }
4536         isl_mat_free(eq);
4537         return set;
4538 error:
4539         isl_mat_free(eq);
4540         isl_set_free(set);
4541         return NULL;
4542 }
4543
4544 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
4545  * new, explicit, existential variables in the constraints.
4546  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
4547  * The output has the same parameters, but only
4548  * explicit existentially quantified variables.
4549  *
4550  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
4551  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
4552  * among the parameters by performing a variable compression on
4553  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
4554  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
4555  */
4556 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4557 {
4558         int i, j;
4559         struct isl_mat *eq;
4560         struct isl_mat *T, *T2;
4561         struct isl_set *set;
4562         unsigned nparam, n_div;
4563
4564         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4565         if (!bset)
4566                 return NULL;
4567
4568         if (bset->n_eq == 0)
4569                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4570
4571         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4572
4573         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4574         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
4575
4576         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
4577                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
4578                         ++i;
4579         }
4580         if (i == bset->n_eq)
4581                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4582
4583         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
4584                 0, 1 + nparam);
4585         eq = isl_mat_cow(eq);
4586         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
4587         if (T && T->n_col == 0) {
4588                 isl_mat_free(T);
4589                 isl_mat_free(T2);
4590                 isl_mat_free(eq);
4591                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4592                 return isl_set_from_basic_set(bset);
4593         }
4594         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
4595
4596         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
4597         set = set_parameter_preimage(set, T2);
4598         set = set_append_equalities(set, eq);
4599         return set;
4600 }
4601
4602 /* Compute an explicit representation for all the existentially
4603  * quantified variables.
4604  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
4605  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
4606  * no input or output dimensions and the dimension specification
4607  * is reset to that of the input.
4608  */
4609 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4610 {
4611         struct isl_basic_set *bset;
4612         struct isl_set *set;
4613         struct isl_map *map;
4614         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
4615         unsigned         nparam;
4616         unsigned         n_in;
4617         unsigned         n_out;
4618
4619         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4620         if (!bmap)
4621                 return NULL;
4622
4623         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4624         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4625         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4626         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
4627         if (!dim)
4628                 goto error;
4629
4630         orig_dim = bmap->dim;
4631         bmap->dim = dim;
4632         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
4633
4634         set = parameter_compute_divs(bset);
4635         map = (struct isl_map *)set;
4636         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
4637
4638         return map;
4639 error:
4640         isl_basic_map_free(bmap);
4641         return NULL;
4642 }
4643
4644 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4645 {
4646         int i;
4647         unsigned off;
4648
4649         if (!bmap)
4650                 return -1;
4651
4652         off = isl_dim_total(bmap->dim);
4653         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4654                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4655                         return 0;
4656                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
4657                                 return -1);
4658         }
4659         return 1;
4660 }
4661
4662 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
4663 {
4664         int i;
4665
4666         if (!map)
4667                 return -1;
4668
4669         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4670                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
4671                 if (known <= 0)
4672                         return known;
4673         }
4674
4675         return 1;
4676 }
4677
4678 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
4679  * expressions for them.  However, this computation may be
4680  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
4681  * strictly needed.
4682  */
4683 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4684 {
4685         int i;
4686         int known;
4687         struct isl_map *map;
4688
4689         known = basic_map_divs_known(bmap);
4690         if (known < 0)
4691                 goto error;
4692         if (known)
4693                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4694
4695         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
4696
4697         known = basic_map_divs_known(bmap);
4698         if (known < 0)
4699                 goto error;
4700         if (known)
4701                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4702
4703         map = compute_divs(bmap);
4704         return map;
4705 error:
4706         isl_basic_map_free(bmap);
4707         return NULL;
4708 }
4709
4710 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
4711 {
4712         int i;
4713         int known;
4714         struct isl_map *res;
4715
4716         if (!map)
4717                 return NULL;
4718         if (map->n == 0)
4719                 return map;
4720
4721         known = map_divs_known(map);
4722         if (known < 0) {
4723                 isl_map_free(map);
4724                 return NULL;
4725         }
4726         if (known)
4727                 return map;
4728
4729         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
4730         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
4731                 struct isl_map *r2;
4732                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4733                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4734                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
4735                 else
4736                         res = isl_map_union(res, r2);
4737         }
4738         isl_map_free(map);
4739
4740         return res;
4741 }
4742
4743 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4744 {
4745         return (struct isl_set *)
4746                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4747 }
4748
4749 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
4750 {
4751         return (struct isl_set *)
4752                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
4753 }
4754
4755 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
4756 {
4757         int i;
4758         struct isl_set *set;
4759
4760         if (!map)
4761                 goto error;
4762
4763         map = isl_map_cow(map);
4764         if (!map)
4765                 return NULL;
4766
4767         set = (struct isl_set *)map;
4768         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
4769         if (!set->dim)
4770                 goto error;
4771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4772                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
4773                 if (!set->p[i])
4774                         goto error;
4775         }
4776         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4777         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4778         return set;
4779 error:
4780         isl_map_free(map);
4781         return NULL;
4782 }
4783
4784 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
4785                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4786 {
4787         int i;
4788         unsigned flags = 0;
4789         struct isl_map *map = NULL;
4790
4791         if (!map1 || !map2)
4792                 goto error;
4793
4794         if (map1->n == 0) {
4795                 isl_map_free(map1);
4796                 return map2;
4797         }
4798         if (map2->n == 0) {
4799                 isl_map_free(map2);
4800                 return map1;
4801         }
4802
4803         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4804
4805         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4806             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
4807                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4808
4809         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
4810                                 map1->n + map2->n, flags);
4811         if (!map)
4812                 goto error;
4813         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
4814                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4815                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
4816                 if (!map)
4817                         goto error;
4818         }
4819         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
4820                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4821                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
4822                 if (!map)
4823                         goto error;
4824         }
4825         isl_map_free(map1);
4826         isl_map_free(map2);
4827         return map;
4828 error:
4829         isl_map_free(map);
4830         isl_map_free(map1);
4831         isl_map_free(map2);
4832         return NULL;
4833 }
4834
4835 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4836 {
4837         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
4838         if (!map1)
4839                 return NULL;
4840         if (map1->n > 1)
4841                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
4842         return map1;
4843 }
4844
4845 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
4846                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4847 {
4848         return (struct isl_set *)
4849                 isl_map_union_disjoint(
4850                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4851 }
4852
4853 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4854 {
4855         return (struct isl_set *)
4856                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4857 }
4858
4859 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
4860                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4861 {
4862         unsigned flags = 0;
4863         struct isl_map *result;
4864         int i, j;
4865
4866         if (!map || !set)
4867                 goto error;
4868
4869         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4870             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
4871                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4872
4873         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
4874                                         map->n * set->n, flags);
4875         if (!result)
4876                 goto error;
4877         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4878                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
4879                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4880                             isl_basic_map_intersect_range(
4881                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4882                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
4883                         if (!result)
4884                                 goto error;
4885                 }
4886         isl_map_free(map);
4887         isl_set_free(set);
4888         return result;
4889 error:
4890         isl_map_free(map);
4891         isl_set_free(set);
4892         return NULL;
4893 }
4894
4895 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
4896                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4897 {
4898         return isl_map_reverse(
4899                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
4900 }
4901
4902 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
4903                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4904 {
4905         if (!map1 || !map2)
4906                 goto error;
4907         map1 = isl_map_reverse(map1);
4908         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
4909         return isl_map_reverse(map1);
4910 error:
4911         isl_map_free(map1);
4912         isl_map_free(map2);
4913         return NULL;
4914 }
4915
4916 struct isl_map *isl_map_apply_range(
4917                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4918 {
4919         struct isl_dim *dim_result;
4920         struct isl_map *result;
4921         int i, j;
4922
4923         if (!map1 || !map2)
4924                 goto error;
4925
4926         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
4927                                   isl_dim_copy(map2->dim));
4928
4929         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
4930         if (!result)
4931                 goto error;
4932         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
4933                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
4934                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4935                             isl_basic_map_apply_range(
4936                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
4937                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
4938                         if (!result)
4939                                 goto error;
4940                 }
4941         isl_map_free(map1);
4942         isl_map_free(map2);
4943         if (result && result->n <= 1)
4944                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
4945         return result;
4946 error:
4947         isl_map_free(map1);
4948         isl_map_free(map2);
4949         return NULL;
4950 }
4951
4952 /*
4953  * returns range - domain
4954  */
4955 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
4956 {
4957         isl_dim *dims;
4958         struct isl_basic_set *bset;
4959         unsigned dim;
4960         unsigned nparam;
4961         int i;
4962
4963         if (!bmap)
4964                 goto error;
4965         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
4966         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
4967         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
4968         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4969         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4970         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
4971         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
4972         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
4973         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
4974         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4975                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
4976                                             (struct isl_basic_map *)bset);
4977                 if (j < 0)
4978                         goto error;
4979                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4980                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
4981                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
4982                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
4983         }
4984         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
4985 error:
4986         isl_basic_map_free(bmap);
4987         return NULL;
4988 }
4989
4990 /*
4991  * returns range - domain
4992  */
4993 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
4994 {
4995         int i;
4996         isl_dim *dim;
4997         struct isl_set *result;
4998
4999         if (!map)
5000                 return NULL;
5001
5002         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
5003         dim = isl_map_get_dim(map);
5004         dim = isl_dim_domain(dim);
5005         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, map->flags);
5006         if (!result)
5007                 goto error;
5008         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5009                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5010                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5011         isl_map_free(map);
5012         return result;
5013 error:
5014         isl_map_free(map);
5015         return NULL;
5016 }
5017
5018 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5019 {
5020         struct isl_basic_map *bmap;
5021         unsigned nparam;
5022         unsigned dim;
5023         int i;
5024
5025         if (!dims)
5026                 return NULL;
5027
5028         nparam = dims->nparam;
5029         dim = dims->n_out;
5030         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5031         if (!bmap)
5032                 goto error;
5033
5034         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5035                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5036                 if (j < 0)
5037                         goto error;
5038                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5039                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5040                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5041         }
5042         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5043 error:
5044         isl_basic_map_free(bmap);
5045         return NULL;
5046 }
5047
5048 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5049 {
5050         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5051         if (!dim)
5052                 return NULL;
5053         return basic_map_identity(dim);
5054 }
5055
5056 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5057 {
5058         if (!model || !model->dim)
5059                 return NULL;
5060         isl_assert(model->ctx,
5061                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5062         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5063 }
5064
5065 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
5066 {
5067         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5068         return isl_map_add_basic_map(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
5069 }
5070
5071 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5072 {
5073         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5074         if (!dim)
5075                 return NULL;
5076         return map_identity(dim);
5077 }
5078
5079 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5080 {
5081         if (!model || !model->dim)
5082                 return NULL;
5083         isl_assert(model->ctx,
5084                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5085         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5086 }
5087
5088 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5089 {
5090         if (!model || !model->dim)
5091                 return NULL;
5092         isl_assert(model->ctx,
5093                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5094         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5095 }
5096
5097 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5098  * values.
5099  */
5100 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5101 {
5102         int i;
5103         unsigned nparam;
5104         unsigned dim;
5105         struct isl_basic_set *bset;
5106
5107         if (!dims)
5108                 return NULL;
5109         nparam = dims->nparam;
5110         dim = dims->n_out;
5111         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5112         if (!bset)
5113                 return NULL;
5114         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5115                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5116                 if (k < 0)
5117                         goto error;
5118                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5119                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5120         }
5121         return bset;
5122 error:
5123         isl_basic_set_free(bset);
5124         return NULL;
5125 }
5126
5127 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5128         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5129 {
5130         int i;
5131         isl_basic_set *nonneg = NULL;
5132         isl_basic_set *neg = NULL;
5133
5134         if (!set)
5135                 return NULL;
5136         if (n == 0)
5137                 return set;
5138
5139         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5140
5141         for (i = 0; i < n; ++i) {
5142                 int k;
5143
5144                 neg = NULL;
5145                 nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5146                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5147                 if (k < 0)
5148                         goto error;
5149                 isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5150                 isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], 1);
5151
5152                 neg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5153                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5154                 if (k < 0)
5155                         goto error;
5156                 isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5157                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5158                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], -1);
5159
5160                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5161         }
5162
5163         return set;
5164 error:
5165         isl_basic_set_free(nonneg);
5166         isl_basic_set_free(neg);
5167         isl_set_free(set);
5168         return NULL;
5169 }
5170
5171 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5172 {
5173         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5174 }
5175
5176 int isl_basic_map_is_subset(
5177                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5178 {
5179         int is_subset;
5180         struct isl_map *map1;
5181         struct isl_map *map2;
5182
5183         if (!bmap1 || !bmap2)
5184                 return -1;
5185
5186         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
5187         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
5188
5189         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5190
5191         isl_map_free(map1);
5192         isl_map_free(map2);
5193
5194         return is_subset;
5195 }
5196
5197 int isl_basic_map_is_equal(
5198                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5199 {
5200         int is_subset;
5201
5202         if (!bmap1 || !bmap2)
5203                 return -1;
5204         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5205         if (is_subset != 1)
5206                 return is_subset;
5207         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5208         return is_subset;
5209 }
5210
5211 int isl_basic_set_is_equal(
5212                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5213 {
5214         return isl_basic_map_is_equal(
5215                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
5216 }
5217
5218 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
5219 {
5220         int i;
5221         int is_empty;
5222
5223         if (!map)
5224                 return -1;
5225         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5226                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
5227                 if (is_empty < 0)
5228                         return -1;
5229                 if (!is_empty)
5230                         return 0;
5231         }
5232         return 1;
5233 }
5234
5235 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
5236 {
5237         return map ? map->n == 0 : -1;
5238 }
5239
5240 int isl_set_fast_is_empty(struct isl_set *set)
5241 {
5242         return set ? set->n == 0 : -1;
5243 }
5244
5245 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
5246 {
5247         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
5248 }
5249
5250 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5251 {
5252         int is_subset;
5253
5254         if (!map1 || !map2)
5255                 return -1;
5256         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5257         if (is_subset != 1)
5258                 return is_subset;
5259         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5260         return is_subset;
5261 }
5262
5263 int isl_basic_map_is_strict_subset(
5264                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5265 {
5266         int is_subset;
5267
5268         if (!bmap1 || !bmap2)
5269                 return -1;
5270         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5271         if (is_subset != 1)
5272                 return is_subset;
5273         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5274         if (is_subset == -1)
5275                 return is_subset;
5276         return !is_subset;
5277 }
5278
5279 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5280 {
5281         int is_subset;
5282
5283         if (!map1 || !map2)
5284                 return -1;
5285         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5286         if (is_subset != 1)
5287                 return is_subset;
5288         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5289         if (is_subset == -1)
5290                 return is_subset;
5291         return !is_subset;
5292 }
5293
5294 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
5295 {
5296         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
5297 }
5298
5299 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
5300 {
5301         if (!bmap)
5302                 return -1;
5303         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
5304 }
5305
5306 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
5307 {
5308         if (!bset)
5309                 return -1;
5310         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
5311 }
5312
5313 int isl_map_fast_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
5314 {
5315         int i;
5316
5317         if (!map)
5318                 return -1;
5319
5320         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5321                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
5322                 if (r < 0 || r)
5323                         return r;
5324         }
5325
5326         return 0;
5327 }
5328
5329 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
5330 {
5331         return isl_map_fast_is_universe((isl_map *) set);
5332 }
5333
5334 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5335 {
5336         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5337         struct isl_vec *sample = NULL;
5338         int empty;
5339         unsigned total;
5340
5341         if (!bmap)
5342                 return -1;
5343
5344         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5345                 return 1;
5346
5347         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
5348                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
5349                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
5350                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5351                 isl_basic_map_free(copy);
5352                 return empty;
5353         }
5354
5355         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
5356         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
5357                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
5358                 if (contains < 0)
5359                         return -1;
5360                 if (contains)
5361                         return 0;
5362         }
5363         isl_vec_free(bmap->sample);
5364         bmap->sample = NULL;
5365         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
5366         if (!bset)
5367                 return -1;
5368         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
5369         if (!sample)
5370                 return -1;
5371         empty = sample->size == 0;
5372         isl_vec_free(bmap->sample);
5373         bmap->sample = sample;
5374         if (empty)
5375                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5376
5377         return empty;
5378 }
5379
5380 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5381 {
5382         if (!bmap)
5383                 return -1;
5384         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5385 }
5386
5387 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5388 {
5389         if (!bset)
5390                 return -1;
5391         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
5392 }
5393
5394 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5395 {
5396         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
5397 }
5398
5399 struct isl_map *isl_basic_map_union(
5400         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5401 {
5402         struct isl_map *map;
5403         if (!bmap1 || !bmap2)
5404                 return NULL;
5405
5406         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
5407
5408         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
5409         if (!map)
5410                 goto error;
5411         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
5412         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
5413         return map;
5414 error:
5415         isl_basic_map_free(bmap1);
5416         isl_basic_map_free(bmap2);
5417         return NULL;
5418 }
5419
5420 struct isl_set *isl_basic_set_union(
5421                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5422 {
5423         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
5424                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
5425                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
5426 }
5427
5428 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
5429 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5430 {
5431         int i;
5432         unsigned off;
5433
5434         if (!bmap)
5435                 return NULL;
5436
5437         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5438
5439         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5440                 int pos;
5441                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5442                         continue;
5443                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
5444                                                             bmap->n_div-i);
5445                 if (pos == -1)
5446                         continue;
5447                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
5448                 --i;
5449         }
5450         return bmap;
5451 }
5452
5453 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
5454 {
5455         return (struct isl_basic_set *)
5456                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5457 }
5458
5459 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
5460 {
5461         int i;
5462
5463         if (!map)
5464                 return 0;
5465
5466         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5467                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
5468                 if (!map->p[i])
5469                         goto error;
5470         }
5471
5472         return map;
5473 error:
5474         isl_map_free(map);
5475         return NULL;
5476 }
5477
5478 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
5479  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
5480  *
5481  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
5482  * of the corresponding div in dst otherwise.
5483  */
5484 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
5485                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
5486 {
5487         int i;
5488
5489         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5490
5491         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
5492         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
5493                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
5494                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
5495                                                 dst->n_div - div) == -1)
5496                         return i;
5497         return -1;
5498 }
5499
5500 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
5501                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
5502 {
5503         int i;
5504         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5505
5506         if (!dst || !src)
5507                 goto error;
5508
5509         if (src->n_div == 0)
5510                 return dst;
5511
5512         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
5513                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
5514
5515         src = isl_basic_map_order_divs(src);
5516         dst = isl_basic_map_cow(dst);
5517         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
5518                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
5519         if (!dst)
5520                 return NULL;
5521         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
5522                 int j = find_div(dst, src, i);
5523                 if (j < 0) {
5524                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
5525                         if (j < 0)
5526                                 goto error;
5527                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
5528                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
5529                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
5530                                 goto error;
5531                 }
5532                 if (j != i)
5533                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
5534         }
5535         return dst;
5536 error:
5537         isl_basic_map_free(dst);
5538         return NULL;
5539 }
5540
5541 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
5542                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
5543 {
5544         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
5545                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
5546 }
5547
5548 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
5549 {
5550         int i;
5551
5552         if (!map)
5553                 return NULL;
5554         if (map->n == 0)
5555                 return map;
5556         map = isl_map_compute_divs(map);
5557         map = isl_map_cow(map);
5558         if (!map)
5559                 return NULL;
5560
5561         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5562                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
5563         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5564                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
5565
5566         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5567         return map;
5568 }
5569
5570 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
5571 {
5572         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
5573 }
5574
5575 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
5576 {
5577         if (!set || !map)
5578                 goto error;
5579         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
5580         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
5581         set = isl_map_range(map);
5582         return set;
5583 error:
5584         isl_set_free(set);
5585         isl_map_free(map);
5586         return NULL;
5587 }
5588
5589 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
5590  * the meaning of the set.
5591  */
5592 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
5593 {
5594         int i;
5595
5596         if (!map)
5597                 return NULL;
5598
5599         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5600                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5601                         continue;
5602                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5603                 if (i != map->n-1) {
5604                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5605                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5606                 }
5607                 map->n--;
5608         }
5609
5610         return map;
5611 }
5612
5613 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
5614 {
5615         return (struct isl_set *)
5616                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
5617 }
5618
5619 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
5620 {
5621         struct isl_basic_map *bmap;
5622         if (!map || map->n == 0)
5623                 return NULL;
5624         bmap = map->p[map->n-1];
5625         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
5626         return isl_basic_map_copy(bmap);
5627 }
5628
5629 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
5630 {
5631         return (struct isl_basic_set *)
5632                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
5633 }
5634
5635 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5636                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
5637 {
5638         int i;
5639
5640         if (!map || !bmap)
5641                 goto error;
5642         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5643                 if (map->p[i] != bmap)
5644                         continue;
5645                 map = isl_map_cow(map);
5646                 if (!map)
5647                         goto error;
5648                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5649                 if (i != map->n-1) {
5650                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
5651                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5652                 }
5653                 map->n--;
5654                 return map;
5655         }
5656         return map;
5657 error:
5658         isl_map_free(map);
5659         return NULL;
5660 }
5661
5662 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
5663                                                 struct isl_basic_set *bset)
5664 {
5665         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
5666                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
5667 }
5668
5669 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
5670  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
5671  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
5672  */
5673 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
5674         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
5675         int pos, isl_int *opt)
5676 {
5677         struct isl_dim *dims;
5678         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
5679         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
5680         struct isl_ctx *ctx;
5681         struct isl_vec *obj;
5682         unsigned total;
5683         unsigned nparam;
5684         unsigned dim1, dim2;
5685         enum isl_lp_result res;
5686
5687         if (!bset1 || !bset2)
5688                 return isl_lp_error;
5689
5690         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
5691         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
5692         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
5693         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
5694         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
5695         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
5696         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
5697         if (!bmap1 || !bmap2)
5698                 goto error;
5699         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
5700         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
5701                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
5702                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
5703         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
5704         if (!bmap1)
5705                 goto error;
5706         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
5707         ctx = bmap1->ctx;
5708         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
5709         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
5710         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
5711         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
5712         if (!obj)
5713                 goto error;
5714         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
5715                                         opt, NULL, NULL);
5716         isl_basic_map_free(bmap1);
5717         isl_vec_free(obj);
5718         return res;
5719 error:
5720         isl_basic_map_free(bmap1);
5721         isl_basic_map_free(bmap2);
5722         return isl_lp_error;
5723 }
5724
5725 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
5726  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5727  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
5728  * smaller or larger than those in bset2.
5729  *
5730  * Returns
5731  *       1 if bset1 follows bset2
5732  *      -1 if bset1 precedes bset2
5733  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
5734  *      -2 if some error occurred.
5735  */
5736 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
5737         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
5738 {
5739         isl_int opt;
5740         enum isl_lp_result res;
5741         int cmp;
5742
5743         isl_int_init(opt);
5744
5745         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5746
5747         if (res == isl_lp_empty)
5748                 cmp = 0;
5749         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5750                   res == isl_lp_unbounded)
5751                 cmp = 1;
5752         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5753                 cmp = -1;
5754         else
5755                 cmp = -2;
5756
5757         isl_int_clear(opt);
5758         return cmp;
5759 }
5760
5761 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
5762  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5763  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
5764  * than a value of the same dimension in bset2.
5765  *
5766  * Return
5767  *       1 if there exists such a pair
5768  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5769  *      -1 otherwise
5770  *      -2 if some error occurred.
5771  */
5772 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
5773         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
5774 {
5775         isl_int opt;
5776         enum isl_lp_result res;
5777         int cmp;
5778
5779         isl_int_init(opt);
5780
5781         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5782
5783         if (res == isl_lp_empty)
5784                 cmp = -1;
5785         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5786                   res == isl_lp_unbounded)
5787                 cmp = 1;
5788         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5789                 cmp = -1;
5790         else if (res == isl_lp_ok)
5791                 cmp = 0;
5792         else
5793                 cmp = -2;
5794
5795         isl_int_clear(opt);
5796         return cmp;
5797 }
5798
5799 /* Given two sets set1 and set2, check whether
5800  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5801  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
5802  * than a value of the same dimension in set2.
5803  *
5804  * Return
5805  *       1 if there exists such a pair
5806  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5807  *      -1 otherwise
5808  *      -2 if some error occurred.
5809  */
5810 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
5811         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
5812 {
5813         int i, j;
5814         int follows = -1;
5815
5816         if (!set1 || !set2)
5817                 return -2;
5818
5819         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
5820                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
5821                         int f;
5822                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
5823                         if (f == 1 || f == -2)
5824                                 return f;
5825                         if (f > follows)
5826                                 follows = f;
5827                 }
5828
5829         return follows;
5830 }
5831
5832 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
5833         unsigned pos, isl_int *val)
5834 {
5835         int i;
5836         int d;
5837         unsigned total;
5838
5839         if (!bmap)
5840                 return -1;
5841         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5842         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
5843                 for (; d+1 > pos; --d)
5844                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
5845                                 break;
5846                 if (d != pos)
5847                         continue;
5848                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
5849                         return 0;
5850                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
5851                         return 0;
5852                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
5853                         return 0;
5854                 if (val)
5855                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
5856                 return 1;
5857         }
5858         return 0;
5859 }
5860
5861 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
5862         unsigned pos, isl_int *val)
5863 {
5864         int i;
5865         isl_int v;
5866         isl_int tmp;
5867         int fixed;
5868
5869         if (!map)
5870                 return -1;
5871         if (map->n == 0)
5872                 return 0;
5873         if (map->n == 1)
5874                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
5875         isl_int_init(v);
5876         isl_int_init(tmp);
5877         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
5878         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
5879                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
5880                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5881                         fixed = 0;
5882         }
5883         if (val)
5884                 isl_int_set(*val, v);
5885         isl_int_clear(tmp);
5886         isl_int_clear(v);
5887         return fixed;
5888 }
5889
5890 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
5891         unsigned pos, isl_int *val)
5892 {
5893         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
5894                                                 pos, val);
5895 }
5896
5897 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
5898         isl_int *val)
5899 {
5900         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
5901 }
5902
5903 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
5904         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5905 {
5906         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5907                 return -1;
5908         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
5909                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
5910 }
5911
5912 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
5913         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5914 {
5915         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5916                 return -1;
5917         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
5918                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
5919 }
5920
5921 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5922  * then return this fixed value in *val.
5923  */
5924 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
5925         isl_int *val)
5926 {
5927         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
5928                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
5929 }
5930
5931 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5932  * then return this fixed value in *val.
5933  */
5934 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
5935 {
5936         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
5937 }
5938
5939 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
5940  * then return this fixed value in *val.
5941  */
5942 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
5943 {
5944         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
5945 }
5946
5947 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
5948  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
5949  */
5950 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
5951         unsigned dim, isl_int *val)
5952 {
5953         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
5954         isl_int *c;
5955         unsigned total;
5956         unsigned nparam;
5957
5958         if (!bset)
5959                 return -1;
5960         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5961         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5962         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5963                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
5964                         continue;
5965                 if (i_eq != -1)
5966                         return 0;
5967                 i_eq = i;
5968         }
5969         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5970                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
5971                         continue;
5972                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
5973                         return 0;
5974                 i_ineq = i;
5975         }
5976         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
5977                 return 0;
5978         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
5979         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
5980         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
5981                 return 0;
5982         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
5983                 return 0;
5984         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
5985                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
5986                 return 0;
5987         if (val)
5988                 isl_int_neg(*val, c[0]);
5989         return 1;
5990 }
5991
5992 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
5993         unsigned dim, isl_int *val)
5994 {
5995         int i;
5996         isl_int v;
5997         isl_int tmp;
5998         int fixed;
5999
6000         if (!set)
6001                 return -1;
6002         if (set->n == 0)
6003                 return 0;
6004         if (set->n == 1)
6005                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6006                                                                 dim, val);
6007         isl_int_init(v);
6008         isl_int_init(tmp);
6009         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6010                                                                 dim, &v);
6011         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
6012                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
6013                                                                 dim, &tmp);
6014                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6015                         fixed = 0;
6016         }
6017         if (val)
6018                 isl_int_set(*val, v);
6019         isl_int_clear(tmp);
6020         isl_int_clear(v);
6021         return fixed;
6022 }
6023
6024 struct constraint {
6025         unsigned        size;
6026         isl_int         *c;
6027 };
6028
6029 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
6030 {
6031         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
6032         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
6033         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
6034         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
6035 }
6036
6037 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
6038         struct isl_basic_map *bmap)
6039 {
6040         int i;
6041         struct constraint *c;
6042         unsigned total;
6043
6044         if (!bmap)
6045                 return NULL;
6046         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6047         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6048         if (!c)
6049                 goto error;
6050         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6051                 c[i].size = total;
6052                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6053         }
6054         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6055         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
6056                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
6057         free(c);
6058         return bmap;
6059 error:
6060         isl_basic_map_free(bmap);
6061         return NULL;
6062 }
6063
6064 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
6065         __isl_take isl_basic_set *bset)
6066 {
6067         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
6068                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6069 }
6070
6071 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
6072 {
6073         if (!bmap)
6074                 return NULL;
6075         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
6076                 return bmap;
6077         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
6078         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
6079         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
6080         return bmap;
6081 }
6082
6083 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
6084 {
6085         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
6086                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6087 }
6088
6089 int isl_basic_map_fast_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6090         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6091 {
6092         int i, cmp;
6093         unsigned total;
6094
6095         if (bmap1 == bmap2)
6096                 return 0;
6097         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
6098                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
6099         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
6100                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6101         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
6102                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6103         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
6104             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6105                 return 0;
6106         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6107                 return 1;
6108         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6109                 return -1;
6110         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
6111                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
6112         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
6113                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
6114         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
6115                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
6116         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6117         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
6118                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
6119                 if (cmp)
6120                         return cmp;
6121         }
6122         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
6123                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
6124                 if (cmp)
6125                         return cmp;
6126         }
6127         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
6128                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
6129                 if (cmp)
6130                         return cmp;
6131         }
6132         return 0;
6133 }
6134
6135 int isl_basic_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6136         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6137 {
6138         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
6139 }
6140
6141 int isl_basic_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6142         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6143 {
6144         return isl_basic_map_fast_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
6145                                             (isl_basic_map *)bset2);
6146 }
6147
6148 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
6149 {
6150         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
6151         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
6152
6153         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
6154 }
6155
6156 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
6157  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
6158  * meaning of any possible other copies of map.
6159  */
6160 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
6161 {
6162         int i, j;
6163         struct isl_basic_map *bmap;
6164
6165         if (!map)
6166                 return NULL;
6167         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
6168                 return map;
6169         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6170                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6171                 if (!bmap)
6172                         goto error;
6173                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6174                 map->p[i] = bmap;
6175         }
6176         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
6177         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6178         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
6179         if (!map)
6180                 return NULL;
6181         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
6182                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
6183                         continue;
6184                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
6185                 for (j = i; j < map->n; ++j)
6186                         map->p[j-1] = map->p[j];
6187                 map->n--;
6188         }
6189         return map;
6190 error:
6191         isl_map_free(map);
6192         return NULL;
6193
6194 }
6195
6196 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
6197 {
6198         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
6199 }
6200
6201 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6202 {
6203         int i;
6204         int equal;
6205
6206         if (!map1 || !map2)
6207                 return -1;
6208
6209         if (map1 == map2)
6210                 return 1;
6211         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
6212                 return 0;
6213
6214         map1 = isl_map_copy(map1);
6215         map2 = isl_map_copy(map2);
6216         map1 = isl_map_normalize(map1);
6217         map2 = isl_map_normalize(map2);
6218         if (!map1 || !map2)
6219                 goto error;
6220         equal = map1->n == map2->n;
6221         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
6222                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
6223                 if (equal < 0)
6224                         goto error;
6225         }
6226         isl_map_free(map1);
6227         isl_map_free(map2);
6228         return equal;
6229 error:
6230         isl_map_free(map1);
6231         isl_map_free(map2);
6232         return -1;
6233 }
6234
6235 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6236 {
6237         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
6238                                                 (struct isl_map *)set2);
6239 }
6240
6241 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
6242  */
6243 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
6244         isl_int min, isl_int max)
6245 {
6246         int k;
6247         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6248
6249         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
6250         if (!bset)
6251                 goto error;
6252
6253         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6254         if (k < 0)
6255                 goto error;
6256         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
6257         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
6258
6259         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6260         if (k < 0)
6261                 goto error;
6262         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
6263         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
6264
6265         return bset;
6266 error:
6267         isl_basic_set_free(bset);
6268         return NULL;
6269 }
6270
6271 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
6272  */
6273 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
6274 {
6275         int i;
6276         unsigned dim;
6277         unsigned nparam;
6278         unsigned extra;
6279         unsigned n_eq;
6280         unsigned n_ineq;
6281         struct isl_basic_set *product = NULL;
6282
6283         if (!list)
6284                 goto error;
6285         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
6286         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
6287         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
6288         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
6289         extra = list->p[0]->n_div;
6290         n_eq = list->p[0]->n_eq;
6291         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
6292         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
6293                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
6294                 isl_assert(list->ctx,
6295                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
6296                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6297                 extra += list->p[i]->n_div;
6298                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
6299                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
6300         }
6301         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
6302                                         n_eq, n_ineq);
6303         if (!product)
6304                 goto error;
6305         dim = 0;
6306         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
6307                 isl_basic_set_add_constraints(product,
6308                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
6309                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6310         }
6311         isl_basic_set_list_free(list);
6312         return product;
6313 error:
6314         isl_basic_set_free(product);
6315         isl_basic_set_list_free(list);
6316         return NULL;
6317 }
6318
6319 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
6320                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6321 {
6322         struct isl_dim *dim_result = NULL;
6323         struct isl_basic_map *bmap;
6324         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
6325         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
6326
6327         if (!bmap1 || !bmap2)
6328                 goto error;
6329
6330         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
6331                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
6332         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
6333                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
6334
6335         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
6336         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
6337         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
6338         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
6339         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
6340
6341         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
6342         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6343         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6344         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6345         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6346         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
6347         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
6348         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
6349         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
6350         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
6351         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
6352
6353         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
6354                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
6355                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
6356                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
6357         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
6358         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
6359         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6360         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6361 error:
6362         isl_basic_map_free(bmap1);
6363         isl_basic_map_free(bmap2);
6364         return NULL;
6365 }
6366
6367 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
6368  */
6369 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6370 {
6371         unsigned flags = 0;
6372         struct isl_map *result;
6373         int i, j;
6374
6375         if (!map1 || !map2)
6376                 goto error;
6377
6378         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
6379                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
6380
6381         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6382             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6383                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6384
6385         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
6386                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
6387                                 map1->n * map2->n, flags);
6388         if (!result)
6389                 goto error;
6390         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6391                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6392                         struct isl_basic_map *part;
6393                         part = isl_basic_map_product(
6394                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6395                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
6396                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
6397                                 isl_basic_map_free(part);
6398                         else
6399                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
6400                         if (!result)
6401                                 goto error;
6402                 }
6403         isl_map_free(map1);
6404         isl_map_free(map2);
6405         return result;
6406 error:
6407         isl_map_free(map1);
6408         isl_map_free(map2);
6409         return NULL;
6410 }
6411
6412 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
6413  */
6414 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6415 {
6416         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
6417                                                  (struct isl_map *)set2);
6418 }
6419
6420 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
6421 {
6422         int i;
6423         uint32_t hash = isl_hash_init();
6424         unsigned total;
6425
6426         if (!bset)
6427                 return 0;
6428         bset = isl_basic_set_copy(bset);
6429         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
6430         if (!bset)
6431                 return 0;
6432         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6433         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
6434         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6435                 uint32_t c_hash;
6436                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
6437                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6438         }
6439         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
6440         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6441                 uint32_t c_hash;
6442                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
6443                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6444         }
6445         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
6446         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
6447                 uint32_t c_hash;
6448                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
6449                         continue;
6450                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
6451                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
6452                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6453         }
6454         isl_basic_set_free(bset);
6455         return hash;
6456 }
6457
6458 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
6459 {
6460         int i;
6461         uint32_t hash;
6462
6463         if (!set)
6464                 return 0;
6465         set = isl_set_copy(set);
6466         set = isl_set_normalize(set);
6467         if (!set)
6468                 return 0;
6469
6470         hash = isl_hash_init();
6471         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6472                 uint32_t bset_hash;
6473                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
6474                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
6475         }
6476
6477         isl_set_free(set);
6478
6479         return hash;
6480 }
6481
6482 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6483  * by the values of the other parameters and variables.
6484  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
6485  */
6486 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
6487 {
6488         int i;
6489         unsigned nparam;
6490
6491         if (!bset)
6492                 return -1;
6493         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6494         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
6495                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
6496                         return 1;
6497         return 0;
6498 }
6499
6500 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6501  * by the values of the other parameters and variables.
6502  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
6503  * for each of the subsets.
6504  */
6505 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
6506 {
6507         int i;
6508
6509         if (!set)
6510                 return -1;
6511         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6512                 int unique;
6513                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
6514                 if (unique != 1)
6515                         return unique;
6516         }
6517         return 1;
6518 }
6519
6520 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
6521         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
6522 {
6523         int i;
6524
6525         if (!map)
6526                 return -1;
6527
6528         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6529                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
6530                         return -1;
6531
6532         return 0;
6533 }
6534
6535 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
6536         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
6537 {
6538         int i;
6539
6540         if (!set)
6541                 return -1;
6542
6543         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6544                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
6545                         return -1;
6546
6547         return 0;
6548 }
6549
6550 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
6551 {
6552         struct isl_dim *dim;
6553
6554         if (!bset)
6555                 return NULL;
6556
6557         if (bset->n_div == 0)
6558                 return bset;
6559
6560         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6561         if (!bset)
6562                 return NULL;
6563
6564         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
6565         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, bset->n_div);
6566         if (!dim)
6567                 goto error;
6568         isl_dim_free(bset->dim);
6569         bset->dim = dim;
6570         bset->n_div = 0;
6571
6572         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6573
6574         return bset;
6575 error:
6576         isl_basic_set_free(bset);
6577         return NULL;
6578 }
6579
6580 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
6581 {
6582         int i;
6583         struct isl_dim *dim;
6584         unsigned n_div;
6585
6586         set = isl_set_align_divs(set);
6587
6588         if (!set)
6589                 return NULL;
6590         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0)
6591                 return set;
6592
6593         set = isl_set_cow(set);
6594         if (!set)
6595                 return NULL;
6596
6597         n_div = set->p[0]->n_div;
6598         dim = isl_set_get_dim(set);
6599         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, n_div);
6600         if (!dim)
6601                 goto error;
6602         isl_dim_free(set->dim);
6603         set->dim = dim;
6604
6605         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6606                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
6607                 if (!set->p[i])
6608                         goto error;
6609         }
6610
6611         return set;
6612 error:
6613         isl_set_free(set);
6614         return NULL;
6615 }
6616
6617 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
6618 {
6619         struct isl_dim *dim;
6620         struct isl_basic_map *bmap;
6621         unsigned n_set;
6622         unsigned n_div;
6623         unsigned n_param;
6624         unsigned total;
6625         int i, k, l;
6626
6627         set = isl_set_align_divs(set);
6628
6629         if (!set)
6630                 return NULL;
6631
6632         dim = isl_set_get_dim(set);
6633         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
6634                 isl_set_free(set);
6635                 return isl_map_identity(dim);
6636         }
6637
6638         n_div = set->p[0]->n_div;
6639         dim = isl_dim_map(dim);
6640         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
6641         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
6642         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
6643         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
6644         for (i = 0; i < n_set; ++i)
6645                 bmap = var_equal(bmap, i);
6646
6647         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
6648         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6649                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6650                 if (k < 0)
6651                         goto error;
6652                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
6653                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
6654                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
6655                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
6656                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
6657                             set->p[0]->div[i][0]);
6658
6659                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6660                 if (l < 0)
6661                         goto error;
6662                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
6663                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
6664                             set->p[0]->div[i][0]);
6665                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
6666         }
6667
6668         isl_set_free(set);
6669         return isl_map_from_basic_map(bmap);
6670 error:
6671         isl_set_free(set);
6672         isl_basic_map_free(bmap);
6673         return NULL;
6674 }
6675
6676 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6677 {
6678         unsigned dim;
6679         int size = 0;
6680
6681         if (!bset)
6682                 return -1;
6683
6684         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
6685         size += bset->n_eq * (1 + dim);
6686         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
6687         size += bset->n_div * (2 + dim);
6688
6689         return size;
6690 }
6691
6692 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
6693 {
6694         int i;
6695         int size = 0;
6696
6697         if (!set)
6698                 return -1;
6699
6700         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6701                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
6702
6703         return size;
6704 }
6705
6706 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6707         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6708 {
6709         int i;
6710         int lower, upper;
6711
6712         if (!bmap)
6713                 return -1;
6714
6715         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
6716
6717         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
6718
6719         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
6720                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
6721                         return 1;
6722
6723         lower = upper = 0;
6724         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6725                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
6726                 if (sgn > 0)
6727                         lower = 1;
6728                 if (sgn < 0)
6729                         upper = 1;
6730         }
6731
6732         return lower && upper;
6733 }
6734
6735 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
6736         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6737 {
6738         int i;
6739
6740         if (!map)
6741                 return -1;
6742
6743         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6744                 int bounded;
6745                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
6746                 if (bounded < 0 || !bounded)
6747                         return bounded;
6748         }
6749
6750         return 1;
6751 }
6752
6753 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
6754  * and a lower bound.
6755  */
6756 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
6757         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6758 {
6759         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
6760 }
6761
6762 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
6763  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
6764  * elements of the array "signs".
6765  * Sign
6766  *      1 means that the variable is non-negative
6767  *      -1 means that the variable is non-positive
6768  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
6769  */
6770 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6771         unsigned first, unsigned n, int *signs)
6772 {
6773         isl_vec *bound = NULL;
6774         struct isl_tab *tab = NULL;
6775         struct isl_tab_undo *snap;
6776         int i;
6777
6778         if (!bset || !signs)
6779                 return -1;
6780
6781         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6782         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
6783         if (!bound || !tab)
6784                 goto error;
6785
6786         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
6787         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
6788
6789         snap = isl_tab_snap(tab);
6790         for (i = 0; i < n; ++i) {
6791                 int empty;
6792
6793                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
6794                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6795                         goto error;
6796                 empty = tab->empty;
6797                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6798                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6799                         goto error;
6800
6801                 if (empty) {
6802                         signs[i] = 1;
6803                         continue;
6804                 }
6805
6806                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
6807                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6808                         goto error;
6809                 empty = tab->empty;
6810                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6811                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6812                         goto error;
6813
6814                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
6815         }
6816
6817         isl_tab_free(tab);
6818         isl_vec_free(bound);
6819         return 0;
6820 error:
6821         isl_tab_free(tab);
6822         isl_vec_free(bound);
6823         return -1;
6824 }
6825
6826 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6827         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
6828 {
6829         if (!bset || !signs)
6830                 return -1;
6831         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
6832                 return -1);
6833
6834         first += pos(bset->dim, type) - 1;
6835         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
6836 }
6837
6838 /* Check if the given map is single-valued.
6839  * We simply compute
6840  *
6841  *      M \circ M^-1
6842  *
6843  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
6844  */
6845 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
6846 {
6847         isl_map *test;
6848         isl_map *id;
6849         int sv;
6850
6851         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
6852         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
6853
6854         id = isl_map_identity(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
6855
6856         sv = isl_map_is_subset(test, id);
6857
6858         isl_map_free(test);
6859         isl_map_free(id);
6860
6861         return sv;
6862 }
6863
6864 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
6865 {
6866         int sv;
6867
6868         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6869         if (sv < 0 || !sv)
6870                 return sv;
6871
6872         map = isl_map_copy(map);
6873         map = isl_map_reverse(map);
6874         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6875         isl_map_free(map);
6876
6877         return sv;
6878 }
6879
6880 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
6881 {
6882         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
6883 }
6884
6885 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
6886 {
6887         int ok;
6888         isl_set *delta;
6889
6890         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
6891         ok = isl_set_is_singleton(delta);
6892         isl_set_free(delta);
6893
6894         return ok;
6895 }
6896
6897 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
6898 {
6899         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
6900                 return 0;
6901         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
6902                 return 0;
6903         return 1;
6904 }
6905
6906 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6907 {
6908         int i, j;
6909         unsigned nvar;
6910         unsigned ovar;
6911
6912         if (!bset)
6913                 return -1;
6914
6915         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
6916                 return 0;
6917
6918         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6919         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
6920         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
6921                 int lower = 0, upper = 0;
6922                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6923                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
6924                                 continue;
6925                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6926                                 return 0;
6927                         break;
6928                 }
6929                 if (i < bset->n_eq)
6930                         continue;
6931                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6932                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6933                                 continue;
6934                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6935                                 return 0;
6936                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6937                                 lower = 1;
6938                         else
6939                                 upper = 1;
6940                 }
6941                 if (!lower || !upper)
6942                         return 0;
6943         }
6944
6945         return 1;
6946 }
6947
6948 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
6949 {
6950         if (!set)
6951                 return -1;
6952         if (set->n != 1)
6953                 return 0;
6954
6955         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
6956 }