isl_map.c

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