isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <strings.h>
  15 #include "isl_ctx.h"
  16 #include "isl_blk.h"
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include "isl_list.h"
  20 #include "isl_lp.h"
  21 #include "isl_seq.h"
  22 #include "isl_set.h"
  23 #include "isl_map.h"
  24 #include "isl_map_private.h"
  25 #include "isl_map_piplib.h"
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include "isl_vec.h"
  29
  30 /* Maps dst positions to src positions */
  31 struct isl_dim_map {
  32         unsigned len;
  33         int pos[1];
  34 };
  35
  36 static struct isl_dim_map *isl_dim_map_alloc(struct isl_ctx *ctx, unsigned len)
  37 {
  38         int i;
  39         struct isl_dim_map *dim_map;
  40         dim_map = isl_alloc(ctx, struct isl_dim_map,
  41                                 sizeof(struct isl_dim_map) + len * sizeof(int));
  42         if (!dim_map)
  43                 return NULL;
  44         dim_map->len = 1 + len;
  45         dim_map->pos[0] = 0;
  46         for (i = 0; i < len; ++i)
  47                 dim_map->pos[1 + i] = -1;
  48         return dim_map;
  49 }
  50
  51 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  52 {
  53         switch (type) {
  54         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  55         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  56         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  57         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  58         default:                return 0;
  59         }
  60 }
  61
  62 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  63 {
  64         switch (type) {
  65         case isl_dim_param:     return 1;
  66         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  67         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  68         default:                return 0;
  69         }
  70 }
  71
  72 static void isl_dim_map_dim_range(struct isl_dim_map *dim_map,
  73         struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type,
  74         unsigned first, unsigned n, unsigned dst_pos)
  75 {
  76         int i;
  77         unsigned src_pos;
  78
  79         if (!dim_map || !dim)
  80                 return;
  81
  82         src_pos = pos(dim, type);
  83         for (i = 0; i < n; ++i)
  84                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + first + i;
  85 }
  86
  87 static void isl_dim_map_dim(struct isl_dim_map *dim_map, struct isl_dim *dim,
  88                 enum isl_dim_type type, unsigned dst_pos)
  89 {
  90         isl_dim_map_dim_range(dim_map, dim, type, 0, n(dim, type), dst_pos);
  91 }
  92
  93 static void isl_dim_map_div(struct isl_dim_map *dim_map,
  94                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned dst_pos)
  95 {
  96         int i;
  97         unsigned src_pos;
  98
  99         if (!dim_map || !bmap)
 100                 return;
 101
 102         src_pos = 1 + isl_dim_total(bmap->dim);
 103         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 104                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + i;
 105 }
 106
 107 static void isl_dim_map_dump(struct isl_dim_map *dim_map)
 108 {
 109         int i;
 110
 111         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i)
 112                 fprintf(stderr, "%d -> %d; ", i, dim_map->pos[i]);
 113         fprintf(stderr, "\n");
 114 }
 115
 116 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
 117                                 enum isl_dim_type type)
 118 {
 119         if (!bmap)
 120                 return 0;
 121         switch (type) {
 122         case isl_dim_param:
 123         case isl_dim_in:
 124         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
 125         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
 126         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
 127         default:                return 0;
 128         }
 129 }
 130
 131 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 132 {
 133         return map ? n(map->dim, type) : 0;
 134 }
 135
 136 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
 137 {
 138         return set ? n(set->dim, type) : 0;
 139 }
 140
 141 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
 142                                         enum isl_dim_type type)
 143 {
 144         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
 145         switch (type) {
 146         case isl_dim_param:     return 1;
 147         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
 148         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
 149         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
 150         default:                return 0;
 151         }
 152 }
 153
 154 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 155 {
 156         return pos(map->dim, type);
 157 }
 158
 159 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 160                                 enum isl_dim_type type)
 161 {
 162         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 163 }
 164
 165 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 166 {
 167         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 168 }
 169
 170 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 171 {
 172         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 173 }
 174
 175 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 176 {
 177         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 178 }
 179
 180 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 181 {
 182         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 183 }
 184
 185 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 186 {
 187         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 188 }
 189
 190 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 191 {
 192         return bmap->dim->n_in;
 193 }
 194
 195 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 196 {
 197         return bmap->dim->n_out;
 198 }
 199
 200 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 201 {
 202         return bmap->dim->nparam;
 203 }
 204
 205 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 206 {
 207         return bmap->n_div;
 208 }
 209
 210 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 211 {
 212         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 213 }
 214
 215 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 216 {
 217         return map->dim->n_in;
 218 }
 219
 220 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 221 {
 222         return map->dim->n_out;
 223 }
 224
 225 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 226 {
 227         return map->dim->nparam;
 228 }
 229
 230 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 231 {
 232         return map->dim->n_in == set->dim->n_out &&
 233                map->dim->nparam == set->dim->nparam;
 234 }
 235
 236 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 237                 struct isl_basic_set *bset)
 238 {
 239         return bmap->dim->n_in == bset->dim->n_out &&
 240                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 241 }
 242
 243 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 244                 struct isl_basic_set *bset)
 245 {
 246         return bmap->dim->n_out == bset->dim->n_out &&
 247                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 251 {
 252         if (!bmap)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 255 }
 256
 257 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 258 {
 259         if (!bset)
 260                 return NULL;
 261         return isl_dim_copy(bset->dim);
 262 }
 263
 264 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 265 {
 266         if (!map)
 267                 return NULL;
 268         return isl_dim_copy(map->dim);
 269 }
 270
 271 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 272 {
 273         if (!set)
 274                 return NULL;
 275         return isl_dim_copy(set->dim);
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 279         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 280         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 281 {
 282         if (!bmap)
 283                 return NULL;
 284         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 285         if (!bmap->dim)
 286                 goto error;
 287         return bmap;
 288 error:
 289         isl_basic_map_free(bmap);
 290         return NULL;
 291 }
 292
 293 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 294         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 295 {
 296         int i;
 297
 298         if (!map)
 299                 return NULL;
 300
 301         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 302         if (!map->dim)
 303                 goto error;
 304
 305         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 306                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 307                 if (!map->p[i])
 308                         goto error;
 309         }
 310
 311         return map;
 312 error:
 313         isl_map_free(map);
 314         return NULL;
 315 }
 316
 317 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 318         __isl_take isl_basic_set *bset,
 319         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 320 {
 321         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 322                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 323 }
 324
 325 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 326         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 327 {
 328         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 329 }
 330
 331 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 332 {
 333         if (!bmap)
 334                 return -1;
 335         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 336 }
 337
 338 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 339                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 340                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 341 {
 342         int i;
 343         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 344
 345         bmap->ctx = ctx;
 346         isl_ctx_ref(ctx);
 347
 348         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 349         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 350                 goto error;
 351
 352         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 353         if (!bmap->ineq)
 354                 goto error;
 355
 356         if (extra == 0) {
 357                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 358                 bmap->div = NULL;
 359         } else {
 360                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 361                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 362                         goto error;
 363
 364                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 365                 if (!bmap->div)
 366                         goto error;
 367         }
 368
 369         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 370                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 371
 372         for (i = 0; i < extra; ++i)
 373                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 374
 375         bmap->ref = 1;
 376         bmap->flags = 0;
 377         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 378         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 379         bmap->extra = extra;
 380         bmap->n_eq = 0;
 381         bmap->n_ineq = 0;
 382         bmap->n_div = 0;
 383         bmap->sample = NULL;
 384
 385         return bmap;
 386 error:
 387         isl_basic_map_free(bmap);
 388         return NULL;
 389 }
 390
 391 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 392                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 393                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 394 {
 395         struct isl_basic_map *bmap;
 396         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 397         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 398 }
 399
 400 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 401                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 402 {
 403         struct isl_basic_map *bmap;
 404         if (!dim)
 405                 return NULL;
 406         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
 407         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 408         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 409 }
 410
 411 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 412                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 413 {
 414         struct isl_basic_map *bmap;
 415
 416         if (!dim)
 417                 return NULL;
 418         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 419         if (!bmap)
 420                 goto error;
 421         bmap->dim = dim;
 422
 423         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 424 error:
 425         isl_dim_free(dim);
 426         return NULL;
 427 }
 428
 429 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 430                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 431                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 432 {
 433         struct isl_basic_map *bmap;
 434         struct isl_dim *dim;
 435
 436         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 437         if (!dim)
 438                 return NULL;
 439
 440         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 441         return bmap;
 442 }
 443
 444 static void dup_constraints(
 445                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 446 {
 447         int i;
 448         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 449
 450         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 451                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 452                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 453         }
 454
 455         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 456                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 457                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 458         }
 459
 460         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 461                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 462                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 463         }
 464         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 465 }
 466
 467 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 468 {
 469         struct isl_basic_map *dup;
 470
 471         if (!bmap)
 472                 return NULL;
 473         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 474                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 475         if (!dup)
 476                 return NULL;
 477         dup_constraints(dup, bmap);
 478         dup->flags = bmap->flags;
 479         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 480         return dup;
 481 }
 482
 483 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 484 {
 485         struct isl_basic_map *dup;
 486
 487         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 488         return (struct isl_basic_set *)dup;
 489 }
 490
 491 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 492 {
 493         if (!bset)
 494                 return NULL;
 495
 496         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 497                 bset->ref++;
 498                 return bset;
 499         }
 500         return isl_basic_set_dup(bset);
 501 }
 502
 503 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 504 {
 505         if (!set)
 506                 return NULL;
 507
 508         set->ref++;
 509         return set;
 510 }
 511
 512 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 513 {
 514         if (!bmap)
 515                 return NULL;
 516
 517         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 518                 bmap->ref++;
 519                 return bmap;
 520         }
 521         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 522         if (bmap)
 523                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 524         return bmap;
 525 }
 526
 527 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 528 {
 529         if (!map)
 530                 return NULL;
 531
 532         map->ref++;
 533         return map;
 534 }
 535
 536 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 537 {
 538         if (!bmap)
 539                 return;
 540
 541         if (--bmap->ref > 0)
 542                 return;
 543
 544         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 545         free(bmap->div);
 546         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 547         free(bmap->ineq);
 548         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 549         isl_vec_free(bmap->sample);
 550         isl_dim_free(bmap->dim);
 551         free(bmap);
 552 }
 553
 554 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 555 {
 556         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 557 }
 558
 559 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 560 {
 561         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 562 }
 563
 564 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 565 {
 566         struct isl_ctx *ctx;
 567         if (!bmap)
 568                 return -1;
 569         ctx = bmap->ctx;
 570         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 571         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 572                         return -1);
 573         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 574         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 575         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 576         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 577         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 578         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 579                 isl_int *t;
 580                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 581                 if (j < 0)
 582                         return -1;
 583                 t = bmap->ineq[j];
 584                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 585                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 586                 bmap->eq[-1] = t;
 587                 bmap->n_eq++;
 588                 bmap->n_ineq--;
 589                 bmap->eq--;
 590                 return 0;
 591         }
 592         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 593                       bmap->extra - bmap->n_div);
 594         return bmap->n_eq++;
 595 }
 596
 597 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 598 {
 599         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 600 }
 601
 602 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 603 {
 604         if (!bmap)
 605                 return -1;
 606         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 607         bmap->n_eq -= n;
 608         return 0;
 609 }
 610
 611 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 612 {
 613         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 614 }
 615
 616 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 617 {
 618         isl_int *t;
 619         if (!bmap)
 620                 return -1;
 621         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 622
 623         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 624                 t = bmap->eq[pos];
 625                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 626                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 627         }
 628         bmap->n_eq--;
 629         return 0;
 630 }
 631
 632 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 633 {
 634         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 635 }
 636
 637 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 638                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 639 {
 640         isl_int *t;
 641
 642         t = bmap->ineq[pos];
 643         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 644         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 645         bmap->eq[-1] = t;
 646         bmap->n_eq++;
 647         bmap->n_ineq--;
 648         bmap->eq--;
 649         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 650         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 651         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 652         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 653 }
 654
 655 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 656 {
 657         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 658 }
 659
 660 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 661 {
 662         struct isl_ctx *ctx;
 663         if (!bmap)
 664                 return -1;
 665         ctx = bmap->ctx;
 666         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 667         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 668         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 669         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 670         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 671         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 672                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 673                       bmap->extra - bmap->n_div);
 674         return bmap->n_ineq++;
 675 }
 676
 677 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 678 {
 679         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 680 }
 681
 682 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 683 {
 684         if (!bmap)
 685                 return -1;
 686         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 687         bmap->n_ineq -= n;
 688         return 0;
 689 }
 690
 691 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 692 {
 693         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 694 }
 695
 696 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 697 {
 698         isl_int *t;
 699         if (!bmap)
 700                 return -1;
 701         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 702
 703         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 704                 t = bmap->ineq[pos];
 705                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 706                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 707                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 708         }
 709         bmap->n_ineq--;
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 714 {
 715         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 716 }
 717
 718 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 719         isl_int *eq)
 720 {
 721         int k;
 722
 723         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 724         if (!bmap)
 725                 return NULL;
 726         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 727         if (k < 0)
 728                 goto error;
 729         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 730         return bmap;
 731 error:
 732         isl_basic_map_free(bmap);
 733         return NULL;
 734 }
 735
 736 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 737         isl_int *eq)
 738 {
 739         return (isl_basic_set *)
 740                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 741 }
 742
 743 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 744         isl_int *ineq)
 745 {
 746         int k;
 747
 748         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 749         if (!bmap)
 750                 return NULL;
 751         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 752         if (k < 0)
 753                 goto error;
 754         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 755         return bmap;
 756 error:
 757         isl_basic_map_free(bmap);
 758         return NULL;
 759 }
 760
 761 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 762         isl_int *ineq)
 763 {
 764         return (isl_basic_set *)
 765                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 766 }
 767
 768 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 769 {
 770         if (!bmap)
 771                 return -1;
 772         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 773         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 774                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 775                       bmap->extra - bmap->n_div);
 776         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 777         return bmap->n_div++;
 778 }
 779
 780 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 781 {
 782         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 783 }
 784
 785 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 786 {
 787         if (!bmap)
 788                 return -1;
 789         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 790         bmap->n_div -= n;
 791         return 0;
 792 }
 793
 794 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 795 {
 796         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 797 }
 798
 799 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 800  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 801  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 802  * variables.
 803  */
 804 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 805                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 806                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 807 {
 808         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 809         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 810         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 811         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 812         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 813         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 814         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 815         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 816         if (dst_nparam > src_nparam)
 817                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 818                                 dst_nparam - src_nparam);
 819         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 820         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 821                     src+1+src_nparam,
 822                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 823         if (dst_in-in_off > src_in)
 824                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 825                                 dst_in - in_off - src_in);
 826         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 827         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 828                     src+1+src_nparam+src_in,
 829                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 830         if (dst_out-out_off > src_out)
 831                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 832                                 dst_out - out_off - src_out);
 833         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 834         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 835                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 836                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 837         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 838                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 839                                 div_off+src_map->n_div,
 840                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
 841 }
 842
 843 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 844                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 845                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 846 {
 847         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 848         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 849 }
 850
 851 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
 852                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 853 {
 854         int i;
 855         unsigned div_off;
 856
 857         if (!bmap1 || !bmap2)
 858                 goto error;
 859
 860         div_off = bmap1->n_div;
 861
 862         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 863                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
 864                 if (i1 < 0)
 865                         goto error;
 866                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 867                                 i_pos, o_pos, div_off);
 868         }
 869
 870         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 871                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
 872                 if (i1 < 0)
 873                         goto error;
 874                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 875                                 i_pos, o_pos, div_off);
 876         }
 877
 878         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 879                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
 880                 if (i1 < 0)
 881                         goto error;
 882                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 883                          i_pos, o_pos, div_off);
 884         }
 885
 886         isl_basic_map_free(bmap2);
 887
 888         return bmap1;
 889
 890 error:
 891         isl_basic_map_free(bmap1);
 892         isl_basic_map_free(bmap2);
 893         return NULL;
 894 }
 895
 896 static void copy_constraint_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 897                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 898 {
 899         int i;
 900
 901         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i) {
 902                 if (dim_map->pos[i] < 0)
 903                         isl_int_set_si(dst[i], 0);
 904                 else
 905                         isl_int_set(dst[i], src[dim_map->pos[i]]);
 906         }
 907 }
 908
 909 static void copy_div_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 910                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 911 {
 912         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 913         copy_constraint_dim_map(dst+1, src+1, dim_map);
 914 }
 915
 916 static struct isl_basic_map *add_constraints_dim_map(struct isl_basic_map *dst,
 917                 struct isl_basic_map *src, struct isl_dim_map *dim_map)
 918 {
 919         int i;
 920
 921         if (!src || !dst || !dim_map)
 922                 goto error;
 923
 924         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 925                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 926                 if (i1 < 0)
 927                         goto error;
 928                 copy_constraint_dim_map(dst->eq[i1], src->eq[i], dim_map);
 929         }
 930
 931         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 932                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 933                 if (i1 < 0)
 934                         goto error;
 935                 copy_constraint_dim_map(dst->ineq[i1], src->ineq[i], dim_map);
 936         }
 937
 938         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 939                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 940                 if (i1 < 0)
 941                         goto error;
 942                 copy_div_dim_map(dst->div[i1], src->div[i], dim_map);
 943         }
 944
 945         free(dim_map);
 946         isl_basic_map_free(src);
 947
 948         return dst;
 949 error:
 950         free(dim_map);
 951         isl_basic_map_free(src);
 952         isl_basic_map_free(dst);
 953         return NULL;
 954 }
 955
 956 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
 957                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
 958 {
 959         return (struct isl_basic_set *)
 960                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
 961                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
 962 }
 963
 964 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
 965                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
 966                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 967 {
 968         struct isl_basic_map *ext;
 969         unsigned flags;
 970         int dims_ok;
 971
 972         if (!dim)
 973                 goto error;
 974
 975         if (!base)
 976                 goto error;
 977
 978         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
 979                   base->extra >= base->n_div + extra;
 980
 981         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
 982                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
 983                 isl_dim_free(dim);
 984                 return base;
 985         }
 986
 987         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
 988         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
 989         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
 990         extra += base->extra;
 991         n_eq += base->n_eq;
 992         n_ineq += base->n_ineq;
 993
 994         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 995         dim = NULL;
 996         if (!ext)
 997                 goto error;
 998
 999         if (dims_ok)
1000                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1001         flags = base->flags;
1002         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1003         if (ext) {
1004                 ext->flags = flags;
1005                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1006         }
1007
1008         return ext;
1009
1010 error:
1011         isl_dim_free(dim);
1012         isl_basic_map_free(base);
1013         return NULL;
1014 }
1015
1016 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1017                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1018                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1019 {
1020         return (struct isl_basic_set *)
1021                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1022                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1023 }
1024
1025 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1026                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1027 {
1028         if (!base)
1029                 return NULL;
1030         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1031                                         0, n_eq, n_ineq);
1032 }
1033
1034 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1035                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1036                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1037 {
1038         struct isl_basic_map *bmap;
1039         struct isl_dim *dim;
1040
1041         if (!base)
1042                 return NULL;
1043         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1044         if (!dim)
1045                 goto error;
1046
1047         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1048         return bmap;
1049 error:
1050         isl_basic_map_free(base);
1051         return NULL;
1052 }
1053
1054 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1055                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1056                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1057 {
1058         return (struct isl_basic_set *)
1059                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1060                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1061 }
1062
1063 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1064                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1065 {
1066         return (struct isl_basic_set *)
1067                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1068                                                     n_eq, n_ineq);
1069 }
1070
1071 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1072 {
1073         return (struct isl_basic_set *)
1074                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1075 }
1076
1077 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1078 {
1079         if (!bmap)
1080                 return NULL;
1081
1082         if (bmap->ref > 1) {
1083                 bmap->ref--;
1084                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1085         }
1086         if (bmap)
1087                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1088         return bmap;
1089 }
1090
1091 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1092 {
1093         if (!set)
1094                 return NULL;
1095
1096         if (set->ref == 1)
1097                 return set;
1098         set->ref--;
1099         return isl_set_dup(set);
1100 }
1101
1102 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1103 {
1104         if (!map)
1105                 return NULL;
1106
1107         if (map->ref == 1)
1108                 return map;
1109         map->ref--;
1110         return isl_map_dup(map);
1111 }
1112
1113 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1114                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1115 {
1116         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1117         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1118         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1119 }
1120
1121 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1122                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         int i;
1125         struct isl_blk blk;
1126         unsigned dim;
1127         unsigned nparam;
1128
1129         if (!bset)
1130                 goto error;
1131
1132         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1133         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1134         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1135
1136         if (n == dim)
1137                 return bset;
1138
1139         bset = isl_basic_set_cow(bset);
1140         if (!bset)
1141                 return NULL;
1142
1143         blk = isl_blk_alloc(bset->ctx, dim);
1144         if (isl_blk_is_error(blk))
1145                 goto error;
1146
1147         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1148                 swap_vars(blk,
1149                           bset->eq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1150
1151         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1152                 swap_vars(blk,
1153                           bset->ineq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1154
1155         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
1156                 swap_vars(blk,
1157                           bset->div[i]+1+1+nparam, n, dim - n);
1158
1159         isl_blk_free(bset->ctx, blk);
1160
1161         ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1162         return isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
1163 error:
1164         isl_basic_set_free(bset);
1165         return NULL;
1166 }
1167
1168 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_set *set, unsigned n)
1169 {
1170         int i;
1171         set = isl_set_cow(set);
1172         if (!set)
1173                 return NULL;
1174
1175         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1176                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1177                 if (!set->p[i]) {
1178                         isl_set_free(set);
1179                         return NULL;
1180                 }
1181         }
1182         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1183         return set;
1184 }
1185
1186 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1187 {
1188         int i = 0;
1189         unsigned total;
1190         if (!bmap)
1191                 goto error;
1192         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1193         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1194         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1195         if (bmap->n_eq > 0)
1196                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1197         else {
1198                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1199                 if (i < 0)
1200                         goto error;
1201         }
1202         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1203         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1204         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1205         isl_vec_free(bmap->sample);
1206         bmap->sample = NULL;
1207         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1208 error:
1209         isl_basic_map_free(bmap);
1210         return NULL;
1211 }
1212
1213 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1214 {
1215         return (struct isl_basic_set *)
1216                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1217 }
1218
1219 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1220 {
1221         int i;
1222         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1223         isl_int *t = bmap->div[a];
1224         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1225         bmap->div[b] = t;
1226
1227         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1228                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1229
1230         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1231                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1232
1233         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1234                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1235         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1236 }
1237
1238 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1239  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1240  * are not removed.
1241  */
1242 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1243         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1244 {
1245         int i;
1246
1247         if (!map)
1248                 return NULL;
1249         if (n == 0)
1250                 return map;
1251
1252         map = isl_map_cow(map);
1253         if (!map)
1254                 return NULL;
1255         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1256         first += pos(map->dim, type) - 1;
1257
1258         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1259                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1260                 if (!map->p[i])
1261                         goto error;
1262         }
1263         return map;
1264 error:
1265         isl_map_free(map);
1266         return NULL;
1267 }
1268
1269 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1270  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1271  * are not removed.
1272  */
1273 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1274         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1275 {
1276         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1277 }
1278
1279 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1280  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1281  * are not removed.
1282  */
1283 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1284         unsigned first, unsigned n)
1285 {
1286         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1287 }
1288
1289 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1290 struct isl_set *isl_set_remove_dims(struct isl_set *set,
1291         unsigned first, unsigned n)
1292 {
1293         set = isl_set_eliminate_dims(set, first, n);
1294         set = isl_set_drop_dims(set, first, n);
1295         return set;
1296 }
1297
1298 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, isl_dim_total(bset->dim),
1301                                                 bset->n_div);
1302         if (!bset)
1303                 return NULL;
1304         bset->n_div = 0;
1305         return bset;
1306 }
1307
1308 struct isl_set *isl_set_remove_divs(struct isl_set *set)
1309 {
1310         int i;
1311
1312         if (!set)
1313                 return NULL;
1314         if (set->n == 0)
1315                 return set;
1316
1317         set = isl_set_cow(set);
1318         if (!set)
1319                 return NULL;
1320
1321         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1322                 set->p[i] = isl_basic_set_remove_divs(set->p[i]);
1323                 if (!set->p[i])
1324                         goto error;
1325         }
1326         return set;
1327 error:
1328         isl_set_free(set);
1329         return NULL;
1330 }
1331
1332 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove(struct isl_basic_map *bmap,
1333         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1334 {
1335         if (!bmap)
1336                 return NULL;
1337         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1338                         goto error);
1339         if (n == 0)
1340                 return bmap;
1341         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1342                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1343         if (!bmap)
1344                 return bmap;
1345         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1346                 return bmap;
1347         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1348         return bmap;
1349 error:
1350         isl_basic_map_free(bmap);
1351         return NULL;
1352 }
1353
1354 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove(__isl_take isl_basic_set *bset,
1355         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1356 {
1357         return (isl_basic_set *)
1358                 isl_basic_map_remove((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1359 }
1360
1361 struct isl_map *isl_map_remove(struct isl_map *map,
1362         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1363 {
1364         int i;
1365
1366         if (n == 0)
1367                 return map;
1368
1369         map = isl_map_cow(map);
1370         if (!map)
1371                 return NULL;
1372         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1373
1374         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1375                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1376                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1377                 if (!map->p[i])
1378                         goto error;
1379         }
1380         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1381         return map;
1382 error:
1383         isl_map_free(map);
1384         return NULL;
1385 }
1386
1387 __isl_give isl_set *isl_set_remove(__isl_take isl_set *bset,
1388         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1389 {
1390         return (isl_set *)isl_map_remove((isl_map *)bset, type, first, n);
1391 }
1392
1393 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1394 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1395         unsigned first, unsigned n)
1396 {
1397         return isl_map_remove(map, isl_dim_in, first, n);
1398 }
1399
1400 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1401 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(struct isl_basic_set *bset,
1402         unsigned first, unsigned n)
1403 {
1404         unsigned nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1405         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, nparam + first, n);
1406         bset = isl_basic_set_drop_dims(bset, first, n);
1407         return bset;
1408 }
1409
1410 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1411                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1412 {
1413         const char *name;
1414         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1415         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1416         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1417         if (!pos)
1418                 isl_int_print(out, c, 0);
1419         else {
1420                 if (!isl_int_is_one(c))
1421                         isl_int_print(out, c, 0);
1422                 if (pos < 1 + nparam) {
1423                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1424                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1425                         if (name)
1426                                 fprintf(out, "%s", name);
1427                         else
1428                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1429                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1430                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1431                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1432                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1433                 else
1434                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1435         }
1436 }
1437
1438 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1439                                 int sign, FILE *out)
1440 {
1441         int i;
1442         int first;
1443         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1444         isl_int v;
1445
1446         isl_int_init(v);
1447         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1448                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1449                         continue;
1450                 if (!first)
1451                         fprintf(out, " + ");
1452                 first = 0;
1453                 isl_int_abs(v, c[i]);
1454                 dump_term(bmap, v, i, out);
1455         }
1456         isl_int_clear(v);
1457         if (first)
1458                 fprintf(out, "0");
1459 }
1460
1461 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1462                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1463 {
1464         int i;
1465
1466         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1467
1468         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1469         fprintf(out, " %s ", op);
1470         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1471
1472         fprintf(out, "\n");
1473
1474         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1475                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1476                         continue;
1477                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1478                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1479                 abort();
1480         }
1481 }
1482
1483 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1484                                 isl_int **c, unsigned n,
1485                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1486 {
1487         int i;
1488
1489         for (i = 0; i < n; ++i)
1490                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1491 }
1492
1493 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1494 {
1495         int j;
1496         int first = 1;
1497         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1498
1499         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1500                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1501                         continue;
1502                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1503                         fprintf(out, "+");
1504                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1505                 first = 0;
1506         }
1507 }
1508
1509 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1510 {
1511         int i;
1512
1513         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1514         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1515
1516         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1517                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1518                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1519                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1520                 fprintf(out, ")/");
1521                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1522                 fprintf(out, "]\n");
1523         }
1524 }
1525
1526 void isl_basic_set_dump(struct isl_basic_set *bset, FILE *out, int indent)
1527 {
1528         if (!bset) {
1529                 fprintf(out, "null basic set\n");
1530                 return;
1531         }
1532
1533         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1534         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1535                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1536                         bset->extra, bset->flags);
1537         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1538 }
1539
1540 void isl_basic_map_dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1541 {
1542         if (!bmap) {
1543                 fprintf(out, "null basic map\n");
1544                 return;
1545         }
1546
1547         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1548         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1549                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1550                 bmap->ref,
1551                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1552                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1553         dump(bmap, out, indent);
1554 }
1555
1556 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1557 {
1558         unsigned total;
1559         if (!bmap)
1560                 return -1;
1561         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1562         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1563         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1564         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1565         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1566         return 0;
1567 }
1568
1569 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1570 {
1571         struct isl_set *set;
1572
1573         if (!dim)
1574                 return NULL;
1575         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
1576         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
1577         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1578                         sizeof(struct isl_set) +
1579                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1580         if (!set)
1581                 goto error;
1582
1583         set->ctx = dim->ctx;
1584         isl_ctx_ref(set->ctx);
1585         set->ref = 1;
1586         set->size = n;
1587         set->n = 0;
1588         set->dim = dim;
1589         set->flags = flags;
1590         return set;
1591 error:
1592         isl_dim_free(dim);
1593         return NULL;
1594 }
1595
1596 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1597                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1598 {
1599         struct isl_set *set;
1600         struct isl_dim *dims;
1601
1602         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1603         if (!dims)
1604                 return NULL;
1605
1606         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1607         return set;
1608 }
1609
1610 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1611  */
1612 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1613 {
1614         int i;
1615         struct isl_map *grown = NULL;
1616
1617         if (!map)
1618                 return NULL;
1619         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1620         if (map->n + n <= map->size)
1621                 return map;
1622         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1623         if (!grown)
1624                 goto error;
1625         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1626                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1627                 if (!grown->p[i])
1628                         goto error;
1629                 grown->n++;
1630         }
1631         isl_map_free(map);
1632         return grown;
1633 error:
1634         isl_map_free(grown);
1635         isl_map_free(map);
1636         return NULL;
1637 }
1638
1639 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1640  */
1641 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1642 {
1643         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1644 }
1645
1646 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1647 {
1648         int i;
1649         struct isl_set *dup;
1650
1651         if (!set)
1652                 return NULL;
1653
1654         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1655         if (!dup)
1656                 return NULL;
1657         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1658                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1659         return dup;
1660 }
1661
1662 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1663 {
1664         struct isl_set *set;
1665
1666         if (!bset)
1667                 return NULL;
1668
1669         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1670         if (!set) {
1671                 isl_basic_set_free(bset);
1672                 return NULL;
1673         }
1674         return isl_set_add_basic_set(set, bset);
1675 }
1676
1677 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1678 {
1679         struct isl_map *map;
1680
1681         if (!bmap)
1682                 return NULL;
1683
1684         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1685         if (!map) {
1686                 isl_basic_map_free(bmap);
1687                 return NULL;
1688         }
1689         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1690 }
1691
1692 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1693                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1694 {
1695         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1696                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1697 }
1698
1699 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1700 {
1701         int i;
1702
1703         if (!set)
1704                 return;
1705
1706         if (--set->ref > 0)
1707                 return;
1708
1709         isl_ctx_deref(set->ctx);
1710         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1711                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1712         isl_dim_free(set->dim);
1713         free(set);
1714 }
1715
1716 void isl_set_dump(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1717 {
1718         int i;
1719
1720         if (!set) {
1721                 fprintf(out, "null set\n");
1722                 return;
1723         }
1724
1725         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1726         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
1727                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
1728                         set->flags);
1729         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1730                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1731                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1732                 isl_basic_set_dump(set->p[i], out, indent+4);
1733         }
1734 }
1735
1736 void isl_map_dump(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
1737 {
1738         int i;
1739
1740         if (!map) {
1741                 fprintf(out, "null map\n");
1742                 return;
1743         }
1744
1745         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1746         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
1747                      "flags: %x, n_name: %d\n",
1748                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
1749                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
1750         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1751                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1752                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1753                 isl_basic_map_dump(map->p[i], out, indent+4);
1754         }
1755 }
1756
1757 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1758                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1759 {
1760         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1761         struct isl_dim *dim;
1762
1763         if (!bmap || !bset)
1764                 goto error;
1765
1766         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1767                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1768
1769         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1770                 isl_assert(bset->ctx,
1771                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
1772
1773         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1774         if (!bmap)
1775                 goto error;
1776         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1777                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1778         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
1779         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1780         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
1781
1782         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1783         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1784 error:
1785         isl_basic_map_free(bmap);
1786         isl_basic_set_free(bset);
1787         return NULL;
1788 }
1789
1790 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1791                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1792 {
1793         struct isl_basic_map *bmap_range;
1794
1795         if (!bmap || !bset)
1796                 goto error;
1797
1798         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1799                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1800
1801         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1802                 isl_assert(bset->ctx,
1803                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
1804
1805         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1806         if (!bmap)
1807                 goto error;
1808         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1809                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1810         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
1811         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
1812
1813         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1814         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1815 error:
1816         isl_basic_map_free(bmap);
1817         isl_basic_set_free(bset);
1818         return NULL;
1819 }
1820
1821 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
1822 {
1823         int i;
1824         unsigned total;
1825         isl_int s;
1826
1827         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1828         if (total != vec->size)
1829                 return -1;
1830
1831         isl_int_init(s);
1832
1833         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1834                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
1835                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
1836                         isl_int_clear(s);
1837                         return 0;
1838                 }
1839         }
1840
1841         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1842                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
1843                 if (isl_int_is_neg(s)) {
1844                         isl_int_clear(s);
1845                         return 0;
1846                 }
1847         }
1848
1849         isl_int_clear(s);
1850
1851         return 1;
1852 }
1853
1854 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
1855 {
1856         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
1857 }
1858
1859 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1860                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1861 {
1862         struct isl_vec *sample = NULL;
1863
1864         if (!bmap1 || !bmap2)
1865                 goto error;
1866
1867         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
1868                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
1869         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
1870                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
1871             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1872                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1873                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
1874
1875         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1876                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1877                 isl_assert(bmap1->ctx,
1878                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
1879
1880         if (bmap1->sample &&
1881             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
1882             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
1883                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
1884         else if (bmap2->sample &&
1885             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
1886             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
1887                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
1888
1889         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
1890         if (!bmap1)
1891                 goto error;
1892         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
1893                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1894         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
1895
1896         if (!bmap1)
1897                 isl_vec_free(sample);
1898         else if (sample) {
1899                 isl_vec_free(bmap1->sample);
1900                 bmap1->sample = sample;
1901         }
1902
1903         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
1904         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
1905 error:
1906         if (sample)
1907                 isl_vec_free(sample);
1908         isl_basic_map_free(bmap1);
1909         isl_basic_map_free(bmap2);
1910         return NULL;
1911 }
1912
1913 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1914                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
1915 {
1916         return (struct isl_basic_set *)
1917                 isl_basic_map_intersect(
1918                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1919                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1920 }
1921
1922 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
1923  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
1924  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
1925  * added to the other map.
1926  */
1927 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
1928         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
1929 {
1930         struct isl_basic_map *bmap1;
1931         struct isl_basic_map *bmap2;
1932
1933         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
1934         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
1935         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1936         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1937
1938         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
1939                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1940
1941         isl_assert(map2->ctx,
1942                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
1943
1944         map1 = isl_map_cow(map1);
1945         if (!map1)
1946                 goto error;
1947         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1948                 isl_map_free(map2);
1949                 return map1;
1950         }
1951         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
1952         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
1953                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
1954         else
1955                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
1956                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
1957
1958         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
1959         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
1960         if (!map1->p[0])
1961                 goto error;
1962
1963         if (isl_basic_map_fast_is_empty(map1->p[0])) {
1964                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
1965                 map1->n = 0;
1966         }
1967
1968         isl_map_free(map2);
1969
1970         return map1;
1971 error:
1972         isl_map_free(map1);
1973         isl_map_free(map2);
1974         return NULL;
1975 }
1976
1977 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
1978 {
1979         unsigned flags = 0;
1980         struct isl_map *result;
1981         int i, j;
1982
1983         if (!map1 || !map2)
1984                 goto error;
1985
1986         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1987                 isl_map_free(map2);
1988                 return map1;
1989         }
1990         if (isl_map_fast_is_empty(map2)) {
1991                 isl_map_free(map1);
1992                 return map2;
1993         }
1994
1995         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
1996             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
1997             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
1998             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
1999              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2000                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2001         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2002                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2003         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2004                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2005             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2006                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2007
2008         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2009                 isl_assert(map1->ctx,
2010                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2011
2012         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2013             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2014                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2015
2016         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2017                                 map1->n * map2->n, flags);
2018         if (!result)
2019                 goto error;
2020         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2021                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2022                         struct isl_basic_map *part;
2023                         part = isl_basic_map_intersect(
2024                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2025                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2026                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2027                                 isl_basic_map_free(part);
2028                         else
2029                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2030                         if (!result)
2031                                 goto error;
2032                 }
2033         isl_map_free(map1);
2034         isl_map_free(map2);
2035         return result;
2036 error:
2037         isl_map_free(map1);
2038         isl_map_free(map2);
2039         return NULL;
2040 }
2041
2042 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2043 {
2044         return (struct isl_set *)
2045                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2046                                   (struct isl_map *)set2);
2047 }
2048
2049 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2050 {
2051         struct isl_dim *dim;
2052         struct isl_basic_set *bset;
2053         unsigned in;
2054
2055         if (!bmap)
2056                 return NULL;
2057         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2058         if (!bmap)
2059                 return NULL;
2060         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2061         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2062         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2063         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2064         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2065 }
2066
2067 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2068                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2069 {
2070         struct isl_dim *res_dim;
2071         struct isl_basic_map *res;
2072         struct isl_dim_map *dim_map;
2073         unsigned total, off;
2074         enum isl_dim_type t;
2075
2076         if (n == 0)
2077                 return bmap;
2078
2079         if (!bmap)
2080                 return NULL;
2081
2082         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2083
2084         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2085         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2086         off = 0;
2087         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2088                 if (t != type) {
2089                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2090                 } else {
2091                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2092                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2093                                                 0, pos, off);
2094                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2095                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2096                 }
2097                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2098         }
2099         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2100
2101         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2102                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2103         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2104         res = isl_basic_map_simplify(res);
2105         return isl_basic_map_finalize(res);
2106 }
2107
2108 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2109                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2110 {
2111         if (!bmap)
2112                 return NULL;
2113         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2114                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2115 }
2116
2117 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2118                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2119 {
2120         if (!bset)
2121                 return NULL;
2122         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2123         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2124 error:
2125         isl_basic_set_free(bset);
2126         return NULL;
2127 }
2128
2129 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2130                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2131 {
2132         int i;
2133
2134         if (n == 0)
2135                 return map;
2136
2137         map = isl_map_cow(map);
2138         if (!map)
2139                 return NULL;
2140
2141         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2142         if (!map->dim)
2143                 goto error;
2144
2145         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2146                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2147                 if (!map->p[i])
2148                         goto error;
2149         }
2150
2151         return map;
2152 error:
2153         isl_map_free(map);
2154         return NULL;
2155 }
2156
2157 __isl_give isl_map *isl_map_add(__isl_take isl_map *map,
2158                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2159 {
2160         if (!map)
2161                 return NULL;
2162         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2163 }
2164
2165 __isl_give isl_set *isl_set_add(__isl_take isl_set *set,
2166                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2167 {
2168         if (!set)
2169                 return NULL;
2170         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2171         return (isl_set *)isl_map_add((isl_map *)set, type, n);
2172 error:
2173         isl_set_free(set);
2174         return NULL;
2175 }
2176
2177 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2178         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2179         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2180         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2181 {
2182         int i;
2183         struct isl_dim_map *dim_map;
2184         struct isl_basic_map *res;
2185         enum isl_dim_type t;
2186         unsigned total, off;
2187
2188         if (!bmap)
2189                 return NULL;
2190         if (n == 0)
2191                 return bmap;
2192
2193         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2194                 goto error);
2195
2196         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2197                 return bmap;
2198
2199         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2200
2201         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2202             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2203                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2204                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2205                 if (!bmap)
2206                         return NULL;
2207
2208                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2209                                                 src_type, src_pos, n);
2210                 if (!bmap->dim)
2211                         goto error;
2212
2213                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2214
2215                 return bmap;
2216         }
2217
2218         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2219         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2220
2221         off = 0;
2222         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2223                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2224                 if (t == dst_type) {
2225                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2226                                             0, dst_pos, off);
2227                         off += dst_pos;
2228                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2229                                             src_pos, n, off);
2230                         off += n;
2231                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2232                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2233                         off += size - dst_pos;
2234                 } else if (t == src_type) {
2235                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2236                                             0, src_pos, off);
2237                         off += src_pos;
2238                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2239                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2240                         off += size - src_pos - n;
2241                 } else {
2242                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2243                         off += size;
2244                 }
2245         }
2246         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2247
2248         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2249                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2250         bmap = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2251
2252         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2253                                         src_type, src_pos, n);
2254         if (!bmap->dim)
2255                 goto error;
2256
2257         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2258         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2259         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2260
2261         return bmap;
2262 error:
2263         isl_basic_map_free(bmap);
2264         return NULL;
2265 }
2266
2267 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2268         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2269         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2270 {
2271         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2272                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2273 }
2274
2275 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2276         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2277         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2278 {
2279         if (!set)
2280                 return NULL;
2281         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2282         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2283                                         src_type, src_pos, n);
2284 error:
2285         isl_set_free(set);
2286         return NULL;
2287 }
2288
2289 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2290         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2291         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2292 {
2293         int i;
2294
2295         if (!map)
2296                 return NULL;
2297         if (n == 0)
2298                 return map;
2299
2300         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2301                 goto error);
2302
2303         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2304                 return map;
2305
2306         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2307
2308         map = isl_map_cow(map);
2309         if (!map)
2310                 return NULL;
2311
2312         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2313         if (!map->dim)
2314                 goto error;
2315
2316         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2317                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2318                                                 dst_type, dst_pos,
2319                                                 src_type, src_pos, n);
2320                 if (!map->p[i])
2321                         goto error;
2322         }
2323
2324         return map;
2325 error:
2326         isl_map_free(map);
2327         return NULL;
2328 }
2329
2330 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2331  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2332  * That's the responsibility of the caller.
2333  */
2334 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2335         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2336 {
2337         struct isl_dim_map *dim_map;
2338         struct isl_basic_map *res;
2339         enum isl_dim_type t;
2340         unsigned total, off;
2341
2342         if (!bmap)
2343                 return NULL;
2344         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2345                 return bmap;
2346
2347         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2348         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2349
2350         off = 0;
2351         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2352                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2353                 if (t == type) {
2354                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2355                                             0, first, off);
2356                         off += first;
2357                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2358                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2359                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2360                                             first + n, size - (first + n), off);
2361                         off += size - (first + n);
2362                 } else {
2363                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2364                         off += size;
2365                 }
2366         }
2367         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2368
2369         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2370                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2371         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2372         return res;
2373 }
2374
2375 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2376  * into existentially quantified variables.
2377  */
2378 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2379                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2380                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2381 {
2382         int i;
2383         size_t row_size;
2384         isl_int **new_div;
2385         isl_int *old;
2386
2387         if (n == 0)
2388                 return bmap;
2389
2390         if (!bmap)
2391                 return NULL;
2392
2393         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2394                 return isl_basic_map_remove(bmap, type, first, n);
2395
2396         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2397                         goto error);
2398
2399         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2400         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2401         if (!bmap)
2402                 return NULL;
2403
2404         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2405         old = bmap->block2.data;
2406         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2407                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2408         if (!bmap->block2.data)
2409                 goto error;
2410         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2411         if (!new_div)
2412                 goto error;
2413         for (i = 0; i < n; ++i) {
2414                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2415                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2416                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2417         }
2418         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2419                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2420         free(bmap->div);
2421         bmap->div = new_div;
2422         bmap->n_div += n;
2423         bmap->extra += n;
2424
2425         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2426         if (!bmap->dim)
2427                 goto error;
2428         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2429         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2430         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2431 error:
2432         isl_basic_map_free(bmap);
2433         return NULL;
2434 }
2435
2436 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2437  * into existentially quantified variables.
2438  */
2439 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2440                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2441 {
2442         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2443                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2444 }
2445
2446 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2447  * into existentially quantified variables.
2448  */
2449 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2450                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2451 {
2452         int i;
2453
2454         if (!map)
2455                 return NULL;
2456
2457         if (n == 0)
2458                 return map;
2459
2460         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2461
2462         map = isl_map_cow(map);
2463         if (!map)
2464                 return NULL;
2465
2466         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2467         if (!map->dim)
2468                 goto error;
2469
2470         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2471                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2472                 if (!map->p[i])
2473                         goto error;
2474         }
2475
2476         return map;
2477 error:
2478         isl_map_free(map);
2479         return NULL;
2480 }
2481
2482 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2483  * into existentially quantified variables.
2484  */
2485 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2486                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2487 {
2488         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2489 }
2490
2491 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2492 {
2493         int i, j;
2494
2495         for (i = 0; i < n; ++i) {
2496                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2497                 if (j < 0)
2498                         goto error;
2499                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2500         }
2501         return bmap;
2502 error:
2503         isl_basic_map_free(bmap);
2504         return NULL;
2505 }
2506
2507 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2508                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2509 {
2510         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2511         struct isl_basic_map *bmap;
2512         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2513         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2514
2515         if (!bmap1 || !bmap2)
2516                 goto error;
2517
2518         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2519                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2520
2521         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2522         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2523         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2524         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2525
2526         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2527         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2528         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2529         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2530         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2531         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2532         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2533         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2534         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2535         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2536         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2537
2538         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2539                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2540                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2541                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2542         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2543         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2544         bmap = add_divs(bmap, n);
2545         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2546         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2547         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2548 error:
2549         isl_basic_map_free(bmap1);
2550         isl_basic_map_free(bmap2);
2551         return NULL;
2552 }
2553
2554 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2555                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2556 {
2557         if (!bset || !bmap)
2558                 goto error;
2559
2560         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2561                     goto error);
2562
2563         return (struct isl_basic_set *)
2564                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2565 error:
2566         isl_basic_set_free(bset);
2567         isl_basic_map_free(bmap);
2568         return NULL;
2569 }
2570
2571 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2572                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2573 {
2574         if (!bmap1 || !bmap2)
2575                 goto error;
2576
2577         isl_assert(bmap1->ctx,
2578             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2579         isl_assert(bmap1->ctx,
2580             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2581             goto error);
2582
2583         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2584         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2585         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2586 error:
2587         isl_basic_map_free(bmap1);
2588         isl_basic_map_free(bmap2);
2589         return NULL;
2590 }
2591
2592 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2593  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2594  */
2595 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2596                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2597 {
2598         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2599         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2600         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2601         int i;
2602
2603         if (!bmap1 || !bmap2)
2604                 goto error;
2605
2606         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2607                 goto error);
2608
2609         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2610         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2611         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2612
2613         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2614         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2615         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2616         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2617         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2618         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2619         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2620         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2621         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2622         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2623         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2624
2625         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2626                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2627                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2628                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2629         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2630                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2631                 if (j < 0)
2632                         goto error;
2633                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2634                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2635                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2636                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2637         }
2638         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2639         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2640         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2641
2642         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2643         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2644 error:
2645         isl_basic_map_free(bmap);
2646         isl_basic_map_free(bmap1);
2647         isl_basic_map_free(bmap2);
2648         return NULL;
2649 }
2650
2651 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2652  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2653  */
2654 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2655 {
2656         struct isl_map *result;
2657         int i, j;
2658
2659         if (!map1 || !map2)
2660                 goto error;
2661
2662         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2663
2664         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2665                                 map1->n * map2->n, 0);
2666         if (!result)
2667                 goto error;
2668         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2669                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2670                         struct isl_basic_map *part;
2671                         part = isl_basic_map_sum(
2672                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2673                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2674                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2675                                 isl_basic_map_free(part);
2676                         else
2677                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2678                         if (!result)
2679                                 goto error;
2680                 }
2681         isl_map_free(map1);
2682         isl_map_free(map2);
2683         return result;
2684 error:
2685         isl_map_free(map1);
2686         isl_map_free(map2);
2687         return NULL;
2688 }
2689
2690 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2691         __isl_take isl_set *set2)
2692 {
2693         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2694 }
2695
2696 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2697  */
2698 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2699 {
2700         int i, j;
2701         unsigned off, n;
2702
2703         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2704         if (!bmap)
2705                 return NULL;
2706
2707         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2708         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2709         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2710                 for (j = 0; j < n; ++j)
2711                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2712         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2713                 for (j = 0; j < n; ++j)
2714                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
2715         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2716                 for (j = 0; j < n; ++j)
2717                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
2718         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2719 }
2720
2721 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2722  */
2723 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2724 {
2725         int i;
2726
2727         map = isl_map_cow(map);
2728         if (!map)
2729                 return NULL;
2730
2731         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2732                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
2733                 if (!map->p[i])
2734                         goto error;
2735         }
2736
2737         return map;
2738 error:
2739         isl_map_free(map);
2740         return NULL;
2741 }
2742
2743 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
2744 {
2745         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
2746 }
2747
2748 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
2749  * A -> floor(f(A)/d).
2750  */
2751 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
2752                 isl_int d)
2753 {
2754         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2755         struct isl_basic_map *result = NULL;
2756         struct isl_dim_map *dim_map;
2757         int i;
2758
2759         if (!bmap)
2760                 return NULL;
2761
2762         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2763         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2764         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2765
2766         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
2767         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2768         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2769         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2770         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
2771         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
2772
2773         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
2774                         bmap->n_div + n_out,
2775                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
2776         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
2777         result = add_divs(result, n_out);
2778         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2779                 int j;
2780                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2781                 if (j < 0)
2782                         goto error;
2783                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2784                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2785                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
2786                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2787                 if (j < 0)
2788                         goto error;
2789                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2790                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2791                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
2792                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
2793         }
2794
2795         result = isl_basic_map_simplify(result);
2796         return isl_basic_map_finalize(result);
2797 error:
2798         isl_basic_map_free(result);
2799         return NULL;
2800 }
2801
2802 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
2803  * A -> floor(f(A)/d).
2804  */
2805 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
2806 {
2807         int i;
2808
2809         map = isl_map_cow(map);
2810         if (!map)
2811                 return NULL;
2812
2813         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
2814         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2815         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2816                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
2817                 if (!map->p[i])
2818                         goto error;
2819         }
2820
2821         return map;
2822 error:
2823         isl_map_free(map);
2824         return NULL;
2825 }
2826
2827 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2828 {
2829         int i;
2830         unsigned nparam;
2831         unsigned n_in;
2832
2833         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2834         if (i < 0)
2835                 goto error;
2836         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2837         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2838         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2839         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
2840         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2841         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2842 error:
2843         isl_basic_map_free(bmap);
2844         return NULL;
2845 }
2846
2847 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
2848  */
2849 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2850 {
2851         int i;
2852         unsigned nparam;
2853         unsigned n_in;
2854
2855         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2856         if (i < 0)
2857                 goto error;
2858         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2859         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2860         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2862         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2863         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2864         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2865 error:
2866         isl_basic_map_free(bmap);
2867         return NULL;
2868 }
2869
2870 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
2871  */
2872 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
2873         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2874 {
2875         int i;
2876         unsigned nparam;
2877         unsigned n_in;
2878
2879         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2880         if (i < 0)
2881                 goto error;
2882         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2883         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2884         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2885         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2886         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2887         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2888 error:
2889         isl_basic_map_free(bmap);
2890         return NULL;
2891 }
2892
2893 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
2894  */
2895 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2896 {
2897         int i;
2898         unsigned nparam;
2899         unsigned n_in;
2900
2901         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2902         if (i < 0)
2903                 goto error;
2904         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2905         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2906         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2907         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2908         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2909         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2910         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2911 error:
2912         isl_basic_map_free(bmap);
2913         return NULL;
2914 }
2915
2916 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
2917  */
2918 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
2919         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2920 {
2921         int i;
2922         unsigned nparam;
2923         unsigned n_in;
2924
2925         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2926         if (i < 0)
2927                 goto error;
2928         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2929         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2930         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2931         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2932         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2933         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2934 error:
2935         isl_basic_map_free(bmap);
2936         return NULL;
2937 }
2938
2939 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
2940 {
2941         int i;
2942         struct isl_basic_map *bmap;
2943         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
2944         if (!bmap)
2945                 return NULL;
2946         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
2947                 bmap = var_equal(bmap, i);
2948         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2949 }
2950
2951 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
2952  */
2953 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2954 {
2955         int i;
2956         struct isl_basic_map *bmap;
2957         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2958         if (!bmap)
2959                 return NULL;
2960         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2961                 bmap = var_equal(bmap, i);
2962         if (bmap)
2963                 bmap = var_less(bmap, pos);
2964         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2965 }
2966
2967 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
2968  */
2969 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
2970         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
2971 {
2972         int i;
2973         isl_basic_map *bmap;
2974
2975         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2976         for (i = 0; i < pos; ++i)
2977                 bmap = var_equal(bmap, i);
2978         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
2979         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2980 }
2981
2982 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
2983  */
2984 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2985 {
2986         int i;
2987         struct isl_basic_map *bmap;
2988         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2989         if (!bmap)
2990                 return NULL;
2991         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2992                 bmap = var_equal(bmap, i);
2993         if (bmap)
2994                 bmap = var_more(bmap, pos);
2995         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2996 }
2997
2998 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
2999  */
3000 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3001         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3002 {
3003         int i;
3004         isl_basic_map *bmap;
3005
3006         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3007         for (i = 0; i < pos; ++i)
3008                 bmap = var_equal(bmap, i);
3009         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3010         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3011 }
3012
3013 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3014         unsigned n, int equal)
3015 {
3016         struct isl_map *map;
3017         int i;
3018
3019         if (n == 0 && equal)
3020                 return isl_map_universe(dims);
3021
3022         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3023
3024         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3025                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3026                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3027         if (n > 0) {
3028                 if (equal)
3029                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3030                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3031                 else
3032                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3033                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3034         } else
3035                 isl_dim_free(dims);
3036
3037         return map;
3038 }
3039
3040 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3041 {
3042         if (!dims)
3043                 return NULL;
3044         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3045 }
3046
3047 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3048 {
3049         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3050 }
3051
3052 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3053 {
3054         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3058 {
3059         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3060 }
3061
3062 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3063 {
3064         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3065 }
3066
3067 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3068         unsigned n, int equal)
3069 {
3070         struct isl_map *map;
3071         int i;
3072
3073         if (n == 0 && equal)
3074                 return isl_map_universe(dims);
3075
3076         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3077
3078         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3079                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3080                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3081         if (n > 0) {
3082                 if (equal)
3083                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3084                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3085                 else
3086                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3087                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3088         } else
3089                 isl_dim_free(dims);
3090
3091         return map;
3092 }
3093
3094 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3095 {
3096         if (!dims)
3097                 return NULL;
3098         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3099 }
3100
3101 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3102 {
3103         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3104 }
3105
3106 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3107 {
3108         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3109 }
3110
3111 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3112 {
3113         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3114 }
3115
3116 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3117 {
3118         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3119 }
3120
3121 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3122                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3123 {
3124         struct isl_basic_map *bmap;
3125
3126         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3127         if (!bset || !dim)
3128                 goto error;
3129
3130         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3131         isl_dim_free(bset->dim);
3132         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3133         bmap->dim = dim;
3134         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3135 error:
3136         isl_basic_set_free(bset);
3137         isl_dim_free(dim);
3138         return NULL;
3139 }
3140
3141 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3142 {
3143         if (!bmap)
3144                 goto error;
3145         if (bmap->dim->n_in == 0)
3146                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3147         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3148         if (!bmap)
3149                 goto error;
3150         bmap->dim = isl_dim_cow(bmap->dim);
3151         if (!bmap->dim)
3152                 goto error;
3153         bmap->dim->n_out += bmap->dim->n_in;
3154         bmap->dim->n_in = 0;
3155         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3156         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3157 error:
3158         isl_basic_map_free(bmap);
3159         return NULL;
3160 }
3161
3162 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3163  *
3164  *              f - m d >= 0
3165  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3166  *
3167  * Note that the second constraint is the negation of
3168  *
3169  *              f - m d >= n
3170  */
3171 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3172         unsigned pos, isl_int *div)
3173 {
3174         int i, j;
3175         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3176
3177         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3178         if (i < 0)
3179                 return -1;
3180         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3181         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3182
3183         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3184         if (j < 0)
3185                 return -1;
3186         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3187         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3188         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3189         return j;
3190 }
3191
3192 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3193         unsigned pos, isl_int *div)
3194 {
3195         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3196                                                         pos, div);
3197 }
3198
3199 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3200 {
3201         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3202         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3203
3204         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3205                                                         bmap->div[div]);
3206 }
3207
3208 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3209                 struct isl_basic_map *bmap)
3210 {
3211         if (!bmap)
3212                 goto error;
3213         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
3214                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3215         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3216         if (!bmap)
3217                 goto error;
3218         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3219         if (!bmap->dim)
3220                 goto error;
3221         bmap->extra -= bmap->n_div;
3222         bmap->n_div = 0;
3223         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3224         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3225 error:
3226         return NULL;
3227 }
3228
3229 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3230                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3231 {
3232         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3233 }
3234
3235 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3236         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3237 {
3238         struct isl_basic_map *bmap;
3239         struct isl_ctx *ctx;
3240         unsigned total;
3241         int i;
3242
3243         if (!bset || !like)
3244                 goto error;
3245         ctx = bset->ctx;
3246         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3247         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3248         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3249                         goto error);
3250         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3251                 isl_basic_map_free(like);
3252                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3253         }
3254         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3255         if (!bset)
3256                 goto error;
3257         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3258         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3259         isl_dim_free(bmap->dim);
3260         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3261         if (!bmap->dim)
3262                 goto error;
3263         bmap->n_div = like->n_div;
3264         bmap->extra += like->n_div;
3265         if (bmap->extra) {
3266                 unsigned ltotal;
3267                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3268                 if (ltotal > total)
3269                         ltotal = total;
3270                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3271                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3272                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3273                         goto error;
3274                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
3275                                                 bmap->extra);
3276                 if (!bmap->div)
3277                         goto error;
3278                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3279                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3280                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3281                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3282                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3283                 }
3284                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3285                                                         0, 2 * like->n_div);
3286                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3287                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3288                                 continue;
3289                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3290                                 goto error;
3291                 }
3292         }
3293         isl_basic_map_free(like);
3294         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3295         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3296         return bmap;
3297 error:
3298         isl_basic_map_free(like);
3299         isl_basic_set_free(bset);
3300         return NULL;
3301 }
3302
3303 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3304         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3305 {
3306         return (struct isl_basic_set *)
3307                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3308 }
3309
3310 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3311         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3312 {
3313         int i;
3314
3315         if (!set || !like)
3316                 goto error;
3317         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3318                     goto error);
3319         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3320                 isl_basic_set_free(like);
3321                 return set;
3322         }
3323         set = isl_set_cow(set);
3324         if (!set)
3325                 goto error;
3326         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3327                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3328                                                       isl_basic_set_copy(like));
3329                 if (!set->p[i])
3330                         goto error;
3331         }
3332         isl_dim_free(set->dim);
3333         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3334         if (!set->dim)
3335                 goto error;
3336         isl_basic_set_free(like);
3337         return set;
3338 error:
3339         isl_basic_set_free(like);
3340         isl_set_free(set);
3341         return NULL;
3342 }
3343
3344 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3345 {
3346         int i;
3347
3348         map = isl_map_cow(map);
3349         if (!map)
3350                 return NULL;
3351         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3352         if (!map->dim)
3353                 goto error;
3354
3355         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3356                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3357                                 goto error);
3358         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3359                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3360                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3361                 if (!map->p[i])
3362                         goto error;
3363         }
3364         if (map->n == 0)
3365                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3366         else {
3367                 isl_dim_free(map->dim);
3368                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3369         }
3370         if (!map->dim)
3371                 goto error;
3372         return (struct isl_set *)map;
3373 error:
3374         isl_map_free(map);
3375         return NULL;
3376 }
3377
3378 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3379 {
3380         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3381 }
3382
3383 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3384 {
3385         struct isl_basic_set *domain;
3386         unsigned n_in;
3387         unsigned n_out;
3388         if (!bmap)
3389                 return NULL;
3390         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3391         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3392         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3393         return isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3394 }
3395
3396 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3397 {
3398         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3399 }
3400
3401 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3402 {
3403         int i;
3404         struct isl_set *set;
3405
3406         if (!map)
3407                 goto error;
3408         if (isl_map_dim(map, isl_dim_in) == 0)
3409                 return (isl_set *)map;
3410
3411         map = isl_map_cow(map);
3412         if (!map)
3413                 goto error;
3414
3415         set = (struct isl_set *) map;
3416         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3417         if (!set->dim)
3418                 goto error;
3419         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3420                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3421                 if (!set->p[i])
3422                         goto error;
3423         }
3424         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3425         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3426         return set;
3427 error:
3428         isl_map_free(map);
3429         return NULL;
3430 }
3431
3432 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
3433 {
3434         int i;
3435         struct isl_map *map = NULL;
3436
3437         set = isl_set_cow(set);
3438         if (!set || !dim)
3439                 goto error;
3440         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
3441         map = (struct isl_map *)set;
3442         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3443                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
3444                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
3445                 if (!map->p[i])
3446                         goto error;
3447         }
3448         isl_dim_free(map->dim);
3449         map->dim = dim;
3450         return map;
3451 error:
3452         isl_dim_free(dim);
3453         isl_set_free(set);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
3458 {
3459         return (struct isl_map *)set;
3460 }
3461
3462 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
3463 {
3464         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));;
3465 }
3466
3467 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
3468         __isl_take isl_set *range)
3469 {
3470         return isl_map_product(isl_map_from_domain(domain),
3471                                isl_map_from_range(range));
3472 }
3473
3474 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
3475 {
3476         int i;
3477         struct isl_set *set = NULL;
3478
3479         if (!map)
3480                 return NULL;
3481         map = isl_map_cow(map);
3482         if (!map)
3483                 return NULL;
3484         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3485         if (!map->dim)
3486                 goto error;
3487         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
3488         map->dim->n_in = 0;
3489         set = (struct isl_set *)map;
3490         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3491                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
3492                 if (!set->p[i])
3493                         goto error;
3494         }
3495         return set;
3496 error:
3497         isl_map_free(map);
3498         return NULL;
3499 }
3500
3501 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
3502 {
3503         struct isl_map *map;
3504
3505         if (!dim)
3506                 return NULL;
3507         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
3508         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
3509                         sizeof(struct isl_map) +
3510                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
3511         if (!map)
3512                 goto error;
3513
3514         map->ctx = dim->ctx;
3515         isl_ctx_ref(map->ctx);
3516         map->ref = 1;
3517         map->size = n;
3518         map->n = 0;
3519         map->dim = dim;
3520         map->flags = flags;
3521         return map;
3522 error:
3523         isl_dim_free(dim);
3524         return NULL;
3525 }
3526
3527 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
3528                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
3529                 unsigned flags)
3530 {
3531         struct isl_map *map;
3532         struct isl_dim *dims;
3533
3534         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
3535         if (!dims)
3536                 return NULL;
3537
3538         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
3539         return map;
3540 }
3541
3542 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
3543 {
3544         struct isl_basic_map *bmap;
3545         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3546         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3547         return bmap;
3548 }
3549
3550 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
3551 {
3552         struct isl_basic_set *bset;
3553         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3554         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3555         return bset;
3556 }
3557
3558 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
3559 {
3560         struct isl_basic_map *bmap;
3561         if (!model)
3562                 return NULL;
3563         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3564         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3565         return bmap;
3566 }
3567
3568 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
3569 {
3570         struct isl_basic_map *bmap;
3571         if (!model)
3572                 return NULL;
3573         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3574         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3575         return bmap;
3576 }
3577
3578 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
3579 {
3580         struct isl_basic_set *bset;
3581         if (!model)
3582                 return NULL;
3583         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3584         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3585         return bset;
3586 }
3587
3588 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
3589 {
3590         struct isl_basic_map *bmap;
3591         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3592         return bmap;
3593 }
3594
3595 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
3596 {
3597         struct isl_basic_set *bset;
3598         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3599         return bset;
3600 }
3601
3602 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
3603                 __isl_keep isl_basic_map *model)
3604 {
3605         if (!model)
3606                 return NULL;
3607         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3608 }
3609
3610 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
3611 {
3612         if (!model)
3613                 return NULL;
3614         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3615 }
3616
3617 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
3618         __isl_keep isl_set *model)
3619 {
3620         if (!model)
3621                 return NULL;
3622         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3623 }
3624
3625 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
3626 {
3627         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3628 }
3629
3630 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
3631 {
3632         if (!model)
3633                 return NULL;
3634         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3635 }
3636
3637 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
3638 {
3639         if (!model)
3640                 return NULL;
3641         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3642 }
3643
3644 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
3645 {
3646         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3647 }
3648
3649 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
3650 {
3651         if (!model)
3652                 return NULL;
3653         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
3654 }
3655
3656 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
3657 {
3658         struct isl_map *map;
3659         if (!dim)
3660                 return NULL;
3661         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3662         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
3663         return map;
3664 }
3665
3666 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
3667 {
3668         struct isl_set *set;
3669         if (!dim)
3670                 return NULL;
3671         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3672         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
3673         return set;
3674 }
3675
3676 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
3677 {
3678         if (!model)
3679                 return NULL;
3680         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
3681 }
3682
3683 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
3684 {
3685         int i;
3686         struct isl_map *dup;
3687
3688         if (!map)
3689                 return NULL;
3690         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
3691         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3692                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3693         return dup;
3694 }
3695
3696 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
3697                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
3698 {
3699         if (!bmap || !map)
3700                 goto error;
3701         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
3702                 isl_basic_map_free(bmap);
3703                 return map;
3704         }
3705         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
3706         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
3707         map->p[map->n] = bmap;
3708         map->n++;
3709         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3710         return map;
3711 error:
3712         if (map)
3713                 isl_map_free(map);
3714         if (bmap)
3715                 isl_basic_map_free(bmap);
3716         return NULL;
3717 }
3718
3719 void isl_map_free(struct isl_map *map)
3720 {
3721         int i;
3722
3723         if (!map)
3724                 return;
3725
3726         if (--map->ref > 0)
3727                 return;
3728
3729         isl_ctx_deref(map->ctx);
3730         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3731                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
3732         isl_dim_free(map->dim);
3733         free(map);
3734 }
3735
3736 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
3737                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
3738 {
3739         int i;
3740
3741         base = isl_map_cow(base);
3742         if (!base)
3743                 return NULL;
3744
3745         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3746         if (!base->dim)
3747                 goto error;
3748         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3749                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3750                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3751                 if (!base->p[i])
3752                         goto error;
3753         }
3754         return base;
3755 error:
3756         isl_map_free(base);
3757         return NULL;
3758 }
3759
3760 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3761                 unsigned nparam, unsigned dim)
3762 {
3763         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3764                                                         nparam, 0, dim);
3765 }
3766
3767 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
3768         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
3769 {
3770         int j;
3771
3772         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3773         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3774         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3775         if (j < 0)
3776                 goto error;
3777         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3778         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3779         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3780         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3781         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3782 error:
3783         isl_basic_map_free(bmap);
3784         return NULL;
3785 }
3786
3787 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
3788         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
3789 {
3790         int j;
3791
3792         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3793         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3794         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3795         if (j < 0)
3796                 goto error;
3797         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3798         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3799         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
3800         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3801         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3802 error:
3803         isl_basic_map_free(bmap);
3804         return NULL;
3805 }
3806
3807 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3808                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3809 {
3810         if (!bmap)
3811                 return NULL;
3812         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3813         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
3814                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3815 error:
3816         isl_basic_map_free(bmap);
3817         return NULL;
3818 }
3819
3820 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3821                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3822 {
3823         if (!bmap)
3824                 return NULL;
3825         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3826         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
3827                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3828 error:
3829         isl_basic_map_free(bmap);
3830         return NULL;
3831 }
3832
3833 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3834                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3835 {
3836         return (struct isl_basic_set *)
3837                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3838                                         type, pos, value);
3839 }
3840
3841 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
3842                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3843 {
3844         return (struct isl_basic_set *)
3845                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
3846                                         type, pos, value);
3847 }
3848
3849 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3850                 unsigned input, int value)
3851 {
3852         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3853 }
3854
3855 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3856                 unsigned dim, int value)
3857 {
3858         return (struct isl_basic_set *)
3859                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3860                                         isl_dim_set, dim, value);
3861 }
3862
3863 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3864                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3865 {
3866         int i;
3867
3868         map = isl_map_cow(map);
3869         if (!map)
3870                 return NULL;
3871
3872         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3873         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3874                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3875                 if (!map->p[i])
3876                         goto error;
3877         }
3878         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3879         return map;
3880 error:
3881         isl_map_free(map);
3882         return NULL;
3883 }
3884
3885 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
3886                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3887 {
3888         return (struct isl_set *)
3889                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
3890 }
3891
3892 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
3893                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3894 {
3895         int i;
3896
3897         map = isl_map_cow(map);
3898         if (!map)
3899                 return NULL;
3900
3901         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3902         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3903                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
3904                 if (!map->p[i])
3905                         goto error;
3906         }
3907         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3908         return map;
3909 error:
3910         isl_map_free(map);
3911         return NULL;
3912 }
3913
3914 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
3915                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3916 {
3917         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
3918 }
3919
3920 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3921                 unsigned input, int value)
3922 {
3923         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3924 }
3925
3926 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3927 {
3928         return (struct isl_set *)
3929                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3930 }
3931
3932 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
3933                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3934                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3935 {
3936         int j;
3937
3938         if (!bmap)
3939                 return NULL;
3940         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3941         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
3942         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3943         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
3944         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3945         if (j < 0)
3946                 goto error;
3947         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3948         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
3949         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
3950         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3951         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3952 error:
3953         isl_basic_map_free(bmap);
3954         return NULL;
3955 }
3956
3957 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
3958         unsigned dim, isl_int value)
3959 {
3960         int j;
3961
3962         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3963         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
3964         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3965         if (j < 0)
3966                 goto error;
3967         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3968         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
3969         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
3970         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
3971         return isl_basic_set_finalize(bset);
3972 error:
3973         isl_basic_set_free(bset);
3974         return NULL;
3975 }
3976
3977 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
3978                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3979 {
3980         int i;
3981
3982         map = isl_map_cow(map);
3983         if (!map)
3984                 return NULL;
3985
3986         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3987         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3988                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
3989                                                          type, pos, value);
3990                 if (!map->p[i])
3991                         goto error;
3992         }
3993         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3994         return map;
3995 error:
3996         isl_map_free(map);
3997         return NULL;
3998 }
3999
4000 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4001                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4002 {
4003         return (struct isl_set *)
4004                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4005 }
4006
4007 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4008                                         isl_int value)
4009 {
4010         int i;
4011
4012         set = isl_set_cow(set);
4013         if (!set)
4014                 return NULL;
4015
4016         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4017         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4018                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4019                 if (!set->p[i])
4020                         goto error;
4021         }
4022         return set;
4023 error:
4024         isl_set_free(set);
4025         return NULL;
4026 }
4027
4028 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4029 {
4030         int i;
4031
4032         map = isl_map_cow(map);
4033         if (!map)
4034                 return NULL;
4035
4036         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4037         if (!map->dim)
4038                 goto error;
4039         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4040                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4041                 if (!map->p[i])
4042                         goto error;
4043         }
4044         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4045         return map;
4046 error:
4047         isl_map_free(map);
4048         return NULL;
4049 }
4050
4051 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4052                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4053                 struct isl_set **empty, int max)
4054 {
4055         if (!bmap)
4056                 goto error;
4057         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4058                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4059         else
4060                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4061 error:
4062         isl_basic_map_free(bmap);
4063         isl_basic_set_free(dom);
4064         if (empty)
4065                 *empty = NULL;
4066         return NULL;
4067 }
4068
4069 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4070                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4071                 struct isl_set **empty)
4072 {
4073         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4074 }
4075
4076 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4077                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4078                 struct isl_set **empty)
4079 {
4080         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4081 }
4082
4083 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4084                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4085                 struct isl_set **empty)
4086 {
4087         return (struct isl_set *)
4088                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4089                         dom, empty);
4090 }
4091
4092 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4093                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4094                 struct isl_set **empty)
4095 {
4096         return (struct isl_set *)
4097                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4098                         dom, empty);
4099 }
4100
4101 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicograhically minimal
4102  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4103  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4104  *
4105  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4106  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4107  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4108  * domain down into the parametric integer programming.
4109  */
4110 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4111                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4112                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4113 {
4114         int i;
4115         struct isl_map *res;
4116
4117         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4118         if (!dom)
4119                 goto error;
4120
4121         if (isl_set_fast_is_empty(dom)) {
4122                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4123                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4124                 isl_set_free(dom);
4125                 isl_basic_map_free(bmap);
4126                 return res;
4127         }
4128
4129         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4130                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4131
4132         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4133                 struct isl_map *res_i;
4134                 struct isl_set *empty_i;
4135
4136                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4137                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4138
4139                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4140                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4141         }
4142
4143         isl_set_free(dom);
4144         isl_basic_map_free(bmap);
4145         return res;
4146 error:
4147         *empty = NULL;
4148         isl_set_free(dom);
4149         isl_basic_map_free(bmap);
4150         return NULL;
4151 }
4152
4153 /* Given a map "map", compute the lexicograhically minimal
4154  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4155  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4156  *
4157  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4158  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4159  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4160  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4161  * improve both "res" and "todo".
4162  *
4163  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4164  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4165  * We first intersect basic map i with a relation that maps elements
4166  * to elements that are lexicographically larger than the image elements
4167  * in res^k and the compute the maximum image element of this intersection.
4168  * The result ("better") corresponds to those image elements in basic map i
4169  * that are better than what we had before.  The remainder ("keep") are the
4170  * domain elements for which the image element in res_k was better.
4171  * We also compute the lexicographical maximum of basic map i in todo^k.
4172  * res^i is the result of the operation + better + those elements in
4173  *              res^k that we should keep
4174  * todo^i is the remainder of the maximum operation on todo^k.
4175  */
4176 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4177                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4178                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4179 {
4180         int i;
4181         struct isl_map *res;
4182         struct isl_set *todo;
4183
4184         if (!map || !dom)
4185                 goto error;
4186
4187         if (isl_map_fast_is_empty(map)) {
4188                 if (empty)
4189                         *empty = dom;
4190                 else
4191                         isl_set_free(dom);
4192                 return map;
4193         }
4194
4195         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4196                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4197
4198         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4199                 struct isl_map *lt;
4200                 struct isl_map *better;
4201                 struct isl_set *keep;
4202                 struct isl_map *res_i;
4203                 struct isl_set *todo_i;
4204                 struct isl_dim *dim = isl_map_get_dim(res);
4205
4206                 dim = isl_dim_range(dim);
4207                 if (max)
4208                         lt = isl_map_lex_lt(dim);
4209                 else
4210                         lt = isl_map_lex_gt(dim);
4211                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4212                 lt = isl_map_intersect(lt,
4213                         isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4214                 better = isl_map_partial_lexopt(lt,
4215                         isl_map_domain(isl_map_copy(res)),
4216                         &keep, max);
4217
4218                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4219                                                 todo, &todo_i, max);
4220
4221                 res = isl_map_intersect_domain(res, keep);
4222                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4223                 res = isl_map_union_disjoint(res, better);
4224                 todo = todo_i;
4225         }
4226
4227         isl_set_free(dom);
4228         isl_map_free(map);
4229
4230         if (empty)
4231                 *empty = todo;
4232         else
4233                 isl_set_free(todo);
4234
4235         return res;
4236 error:
4237         if (empty)
4238                 *empty = NULL;
4239         isl_set_free(dom);
4240         isl_map_free(map);
4241         return NULL;
4242 }
4243
4244 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4245                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4246                 __isl_give isl_set **empty)
4247 {
4248         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4249 }
4250
4251 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4252                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4253                 __isl_give isl_set **empty)
4254 {
4255         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4256 }
4257
4258 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4259                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4260                 __isl_give isl_set **empty)
4261 {
4262         return (struct isl_set *)
4263                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4264                         dom, empty);
4265 }
4266
4267 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4268                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4269                 __isl_give isl_set **empty)
4270 {
4271         return (struct isl_set *)
4272                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4273                         dom, empty);
4274 }
4275
4276 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4277 {
4278         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4279         struct isl_dim *dom_dim;
4280
4281         if (!bmap)
4282                 goto error;
4283         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4284         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4285         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4286 error:
4287         isl_basic_map_free(bmap);
4288         return NULL;
4289 }
4290
4291 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4292 {
4293         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4294 }
4295
4296 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4297 {
4298         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4299 }
4300
4301 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4302 {
4303         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4304 }
4305
4306 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4307 {
4308         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4309 }
4310
4311 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4312 {
4313         struct isl_set *dom = NULL;
4314         struct isl_dim *dom_dim;
4315
4316         if (!map)
4317                 goto error;
4318         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
4319         dom = isl_set_universe(dom_dim);
4320         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
4321 error:
4322         isl_map_free(map);
4323         return NULL;
4324 }
4325
4326 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
4327 {
4328         return isl_map_lexopt(map, 0);
4329 }
4330
4331 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
4332 {
4333         return isl_map_lexopt(map, 1);
4334 }
4335
4336 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
4337 {
4338         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
4339 }
4340
4341 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
4342 {
4343         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
4344 }
4345
4346 static struct isl_map *isl_map_reset_dim(struct isl_map *map,
4347         struct isl_dim *dim)
4348 {
4349         int i;
4350
4351         if (!map || !dim)
4352                 goto error;
4353
4354         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4355                 isl_dim_free(map->p[i]->dim);
4356                 map->p[i]->dim = isl_dim_copy(dim);
4357         }
4358         isl_dim_free(map->dim);
4359         map->dim = dim;
4360
4361         return map;
4362 error:
4363         isl_map_free(map);
4364         isl_dim_free(dim);
4365         return NULL;
4366 }
4367
4368 static struct isl_set *isl_set_reset_dim(struct isl_set *set,
4369         struct isl_dim *dim)
4370 {
4371         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
4372 }
4373
4374 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
4375  * bset is assumed to have only parameters and divs.
4376  */
4377 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
4378         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
4379 {
4380         unsigned nparam;
4381
4382         if (!bset || !mat)
4383                 goto error;
4384
4385         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
4386         if (!bset->dim)
4387                 goto error;
4388
4389         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4390
4391         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4392
4393         bset->dim->nparam = 0;
4394         bset->dim->n_out = nparam;
4395         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
4396         if (bset) {
4397                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
4398                 bset->dim->n_out = 0;
4399         }
4400         return bset;
4401 error:
4402         isl_mat_free(mat);
4403         isl_basic_set_free(bset);
4404         return NULL;
4405 }
4406
4407 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
4408  * set is assumed to have only parameters and divs.
4409  */
4410 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
4411         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
4412 {
4413         struct isl_dim *dim = NULL;
4414         unsigned nparam;
4415
4416         if (!set || !mat)
4417                 goto error;
4418
4419         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4420         dim = isl_dim_cow(dim);
4421         if (!dim)
4422                 goto error;
4423
4424         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
4425
4426         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4427
4428         dim->nparam = 0;
4429         dim->n_out = nparam;
4430         isl_set_reset_dim(set, dim);
4431         set = isl_set_preimage(set, mat);
4432         if (!set)
4433                 goto error2;
4434         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4435         dim = isl_dim_cow(dim);
4436         if (!dim)
4437                 goto error2;
4438         dim->nparam = dim->n_out;
4439         dim->n_out = 0;
4440         isl_set_reset_dim(set, dim);
4441         return set;
4442 error:
4443         isl_dim_free(dim);
4444         isl_mat_free(mat);
4445 error2:
4446         isl_set_free(set);
4447         return NULL;
4448 }
4449
4450 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
4451  * equalities in "eq".
4452  */
4453 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
4454         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
4455 {
4456         int i, k;
4457         unsigned len;
4458
4459         if (!bset || !eq)
4460                 goto error;
4461
4462         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
4463                                         eq->n_row, 0);
4464         if (!bset)
4465                 goto error;
4466
4467         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
4468         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
4469                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
4470                 if (k < 0)
4471                         goto error;
4472                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
4473                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
4474         }
4475         isl_mat_free(eq);
4476
4477         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4478         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4479
4480         return bset;
4481 error:
4482         isl_mat_free(eq);
4483         isl_basic_set_free(bset);
4484         return NULL;
4485 }
4486
4487 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
4488  * equalities in "eq".
4489  */
4490 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
4491         struct isl_mat *eq)
4492 {
4493         int i;
4494
4495         if (!set || !eq)
4496                 goto error;
4497
4498         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4499                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
4500                                         isl_mat_copy(eq));
4501                 if (!set->p[i])
4502                         goto error;
4503         }
4504         isl_mat_free(eq);
4505         return set;
4506 error:
4507         isl_mat_free(eq);
4508         isl_set_free(set);
4509         return NULL;
4510 }
4511
4512 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
4513  * new, explicit, existential variables in the constraints.
4514  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
4515  * The output has the same parameters, but only
4516  * explicit existentially quantified variables.
4517  *
4518  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
4519  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
4520  * among the parameters by performing a variable compression on
4521  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
4522  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
4523  */
4524 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4525 {
4526         int i, j;
4527         struct isl_mat *eq;
4528         struct isl_mat *T, *T2;
4529         struct isl_set *set;
4530         unsigned nparam, n_div;
4531
4532         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4533         if (!bset)
4534                 return NULL;
4535
4536         if (bset->n_eq == 0)
4537                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4538
4539         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4540
4541         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4542         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
4543
4544         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
4545                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
4546                         ++i;
4547         }
4548         if (i == bset->n_eq)
4549                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4550
4551         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
4552                 0, 1 + nparam);
4553         eq = isl_mat_cow(eq);
4554         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
4555         if (T && T->n_col == 0) {
4556                 isl_mat_free(T);
4557                 isl_mat_free(T2);
4558                 isl_mat_free(eq);
4559                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4560                 return isl_set_from_basic_set(bset);
4561         }
4562         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
4563
4564         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
4565         set = set_parameter_preimage(set, T2);
4566         set = set_append_equalities(set, eq);
4567         return set;
4568 }
4569
4570 /* Compute an explicit representation for all the existentially
4571  * quantified variables.
4572  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
4573  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
4574  * no input or output dimensions and the dimension specification
4575  * is reset to that of the input.
4576  */
4577 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4578 {
4579         struct isl_basic_set *bset;
4580         struct isl_set *set;
4581         struct isl_map *map;
4582         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
4583         unsigned         nparam;
4584         unsigned         n_in;
4585         unsigned         n_out;
4586
4587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4588         if (!bmap)
4589                 return NULL;
4590
4591         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4592         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4593         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4594         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
4595         if (!dim)
4596                 goto error;
4597
4598         orig_dim = bmap->dim;
4599         bmap->dim = dim;
4600         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
4601
4602         set = parameter_compute_divs(bset);
4603         map = (struct isl_map *)set;
4604         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
4605
4606         return map;
4607 error:
4608         isl_basic_map_free(bmap);
4609         return NULL;
4610 }
4611
4612 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4613 {
4614         int i;
4615         unsigned off;
4616
4617         if (!bmap)
4618                 return -1;
4619
4620         off = isl_dim_total(bmap->dim);
4621         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4622                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4623                         return 0;
4624                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
4625                                 return -1);
4626         }
4627         return 1;
4628 }
4629
4630 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
4631 {
4632         int i;
4633
4634         if (!map)
4635                 return -1;
4636
4637         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4638                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
4639                 if (known <= 0)
4640                         return known;
4641         }
4642
4643         return 1;
4644 }
4645
4646 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
4647  * expressions for them.  However, this computation may be
4648  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
4649  * strictly needed.
4650  */
4651 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4652 {
4653         int i;
4654         int known;
4655         struct isl_map *map;
4656
4657         known = basic_map_divs_known(bmap);
4658         if (known < 0)
4659                 goto error;
4660         if (known)
4661                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4662
4663         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
4664
4665         known = basic_map_divs_known(bmap);
4666         if (known < 0)
4667                 goto error;
4668         if (known)
4669                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4670
4671         map = compute_divs(bmap);
4672         return map;
4673 error:
4674         isl_basic_map_free(bmap);
4675         return NULL;
4676 }
4677
4678 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
4679 {
4680         int i;
4681         int known;
4682         struct isl_map *res;
4683
4684         if (!map)
4685                 return NULL;
4686         if (map->n == 0)
4687                 return map;
4688
4689         known = map_divs_known(map);
4690         if (known < 0) {
4691                 isl_map_free(map);
4692                 return NULL;
4693         }
4694         if (known)
4695                 return map;
4696
4697         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
4698         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
4699                 struct isl_map *r2;
4700                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4701                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4702                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
4703                 else
4704                         res = isl_map_union(res, r2);
4705         }
4706         isl_map_free(map);
4707
4708         return res;
4709 }
4710
4711 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4712 {
4713         return (struct isl_set *)
4714                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4715 }
4716
4717 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
4718 {
4719         return (struct isl_set *)
4720                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
4721 }
4722
4723 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
4724 {
4725         int i;
4726         struct isl_set *set;
4727
4728         if (!map)
4729                 goto error;
4730
4731         map = isl_map_cow(map);
4732         if (!map)
4733                 return NULL;
4734
4735         set = (struct isl_set *)map;
4736         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
4737         if (!set->dim)
4738                 goto error;
4739         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4740                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
4741                 if (!set->p[i])
4742                         goto error;
4743         }
4744         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4745         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4746         return set;
4747 error:
4748         isl_map_free(map);
4749         return NULL;
4750 }
4751
4752 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
4753                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4754 {
4755         int i;
4756         unsigned flags = 0;
4757         struct isl_map *map = NULL;
4758
4759         if (!map1 || !map2)
4760                 goto error;
4761
4762         if (map1->n == 0) {
4763                 isl_map_free(map1);
4764                 return map2;
4765         }
4766         if (map2->n == 0) {
4767                 isl_map_free(map2);
4768                 return map1;
4769         }
4770
4771         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4772
4773         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4774             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
4775                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4776
4777         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
4778                                 map1->n + map2->n, flags);
4779         if (!map)
4780                 goto error;
4781         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
4782                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4783                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
4784                 if (!map)
4785                         goto error;
4786         }
4787         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
4788                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4789                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
4790                 if (!map)
4791                         goto error;
4792         }
4793         isl_map_free(map1);
4794         isl_map_free(map2);
4795         return map;
4796 error:
4797         isl_map_free(map);
4798         isl_map_free(map1);
4799         isl_map_free(map2);
4800         return NULL;
4801 }
4802
4803 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4804 {
4805         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
4806         if (!map1)
4807                 return NULL;
4808         if (map1->n > 1)
4809                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
4810         return map1;
4811 }
4812
4813 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
4814                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4815 {
4816         return (struct isl_set *)
4817                 isl_map_union_disjoint(
4818                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4819 }
4820
4821 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4822 {
4823         return (struct isl_set *)
4824                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4825 }
4826
4827 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
4828                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4829 {
4830         unsigned flags = 0;
4831         struct isl_map *result;
4832         int i, j;
4833
4834         if (!map || !set)
4835                 goto error;
4836
4837         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4838             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
4839                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4840
4841         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
4842                                         map->n * set->n, flags);
4843         if (!result)
4844                 goto error;
4845         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4846                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
4847                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4848                             isl_basic_map_intersect_range(
4849                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4850                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
4851                         if (!result)
4852                                 goto error;
4853                 }
4854         isl_map_free(map);
4855         isl_set_free(set);
4856         return result;
4857 error:
4858         isl_map_free(map);
4859         isl_set_free(set);
4860         return NULL;
4861 }
4862
4863 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
4864                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4865 {
4866         return isl_map_reverse(
4867                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
4868 }
4869
4870 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
4871                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4872 {
4873         if (!map1 || !map2)
4874                 goto error;
4875         map1 = isl_map_reverse(map1);
4876         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
4877         return isl_map_reverse(map1);
4878 error:
4879         isl_map_free(map1);
4880         isl_map_free(map2);
4881         return NULL;
4882 }
4883
4884 struct isl_map *isl_map_apply_range(
4885                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4886 {
4887         struct isl_dim *dim_result;
4888         struct isl_map *result;
4889         int i, j;
4890
4891         if (!map1 || !map2)
4892                 goto error;
4893
4894         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
4895                                   isl_dim_copy(map2->dim));
4896
4897         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
4898         if (!result)
4899                 goto error;
4900         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
4901                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
4902                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4903                             isl_basic_map_apply_range(
4904                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
4905                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
4906                         if (!result)
4907                                 goto error;
4908                 }
4909         isl_map_free(map1);
4910         isl_map_free(map2);
4911         if (result && result->n <= 1)
4912                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
4913         return result;
4914 error:
4915         isl_map_free(map1);
4916         isl_map_free(map2);
4917         return NULL;
4918 }
4919
4920 /*
4921  * returns range - domain
4922  */
4923 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
4924 {
4925         isl_dim *dims;
4926         struct isl_basic_set *bset;
4927         unsigned dim;
4928         unsigned nparam;
4929         int i;
4930
4931         if (!bmap)
4932                 goto error;
4933         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
4934         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
4935         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
4936         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4937         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4938         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
4939         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
4940         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
4941         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
4942         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4943                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
4944                                             (struct isl_basic_map *)bset);
4945                 if (j < 0)
4946                         goto error;
4947                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4948                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
4949                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
4950                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
4951         }
4952         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
4953 error:
4954         isl_basic_map_free(bmap);
4955         return NULL;
4956 }
4957
4958 /*
4959  * returns range - domain
4960  */
4961 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
4962 {
4963         int i;
4964         isl_dim *dim;
4965         struct isl_set *result;
4966
4967         if (!map)
4968                 return NULL;
4969
4970         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
4971         dim = isl_map_get_dim(map);
4972         dim = isl_dim_domain(dim);
4973         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, map->flags);
4974         if (!result)
4975                 goto error;
4976         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4977                 result = isl_set_add_basic_set(result,
4978                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4979         isl_map_free(map);
4980         return result;
4981 error:
4982         isl_map_free(map);
4983         return NULL;
4984 }
4985
4986 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
4987 {
4988         struct isl_basic_map *bmap;
4989         unsigned nparam;
4990         unsigned dim;
4991         int i;
4992
4993         if (!dims)
4994                 return NULL;
4995
4996         nparam = dims->nparam;
4997         dim = dims->n_out;
4998         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
4999         if (!bmap)
5000                 goto error;
5001
5002         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5003                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5004                 if (j < 0)
5005                         goto error;
5006                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5007                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5008                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5009         }
5010         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5011 error:
5012         isl_basic_map_free(bmap);
5013         return NULL;
5014 }
5015
5016 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5017 {
5018         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5019         if (!dim)
5020                 return NULL;
5021         return basic_map_identity(dim);
5022 }
5023
5024 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5025 {
5026         if (!model || !model->dim)
5027                 return NULL;
5028         isl_assert(model->ctx,
5029                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5030         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5031 }
5032
5033 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
5034 {
5035         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5036         return isl_map_add_basic_map(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
5037 }
5038
5039 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5040 {
5041         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5042         if (!dim)
5043                 return NULL;
5044         return map_identity(dim);
5045 }
5046
5047 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5048 {
5049         if (!model || !model->dim)
5050                 return NULL;
5051         isl_assert(model->ctx,
5052                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5053         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5054 }
5055
5056 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5057 {
5058         if (!model || !model->dim)
5059                 return NULL;
5060         isl_assert(model->ctx,
5061                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5062         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5063 }
5064
5065 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5066  * values.
5067  */
5068 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5069 {
5070         int i;
5071         unsigned nparam;
5072         unsigned dim;
5073         struct isl_basic_set *bset;
5074
5075         if (!dims)
5076                 return NULL;
5077         nparam = dims->nparam;
5078         dim = dims->n_out;
5079         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5080         if (!bset)
5081                 return NULL;
5082         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5083                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5084                 if (k < 0)
5085                         goto error;
5086                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5087                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5088         }
5089         return bset;
5090 error:
5091         isl_basic_set_free(bset);
5092         return NULL;
5093 }
5094
5095 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5096         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5097 {
5098         int i;
5099         isl_basic_set *nonneg = NULL;
5100         isl_basic_set *neg = NULL;
5101
5102         if (!set)
5103                 return NULL;
5104         if (n == 0)
5105                 return set;
5106
5107         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5108
5109         for (i = 0; i < n; ++i) {
5110                 int k;
5111
5112                 neg = NULL;
5113                 nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5114                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5115                 if (k < 0)
5116                         goto error;
5117                 isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5118                 isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], 1);
5119
5120                 neg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5121                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5122                 if (k < 0)
5123                         goto error;
5124                 isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5125                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5126                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], -1);
5127
5128                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5129         }
5130
5131         return set;
5132 error:
5133         isl_basic_set_free(nonneg);
5134         isl_basic_set_free(neg);
5135         isl_set_free(set);
5136         return NULL;
5137 }
5138
5139 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5140 {
5141         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5142 }
5143
5144 int isl_basic_map_is_subset(
5145                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5146 {
5147         int is_subset;
5148         struct isl_map *map1;
5149         struct isl_map *map2;
5150
5151         if (!bmap1 || !bmap2)
5152                 return -1;
5153
5154         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
5155         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
5156
5157         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5158
5159         isl_map_free(map1);
5160         isl_map_free(map2);
5161
5162         return is_subset;
5163 }
5164
5165 int isl_basic_map_is_equal(
5166                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5167 {
5168         int is_subset;
5169
5170         if (!bmap1 || !bmap2)
5171                 return -1;
5172         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5173         if (is_subset != 1)
5174                 return is_subset;
5175         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5176         return is_subset;
5177 }
5178
5179 int isl_basic_set_is_equal(
5180                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5181 {
5182         return isl_basic_map_is_equal(
5183                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
5184 }
5185
5186 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
5187 {
5188         int i;
5189         int is_empty;
5190
5191         if (!map)
5192                 return -1;
5193         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5194                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
5195                 if (is_empty < 0)
5196                         return -1;
5197                 if (!is_empty)
5198                         return 0;
5199         }
5200         return 1;
5201 }
5202
5203 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
5204 {
5205         return map ? map->n == 0 : -1;
5206 }
5207
5208 int isl_set_fast_is_empty(struct isl_set *set)
5209 {
5210         return set ? set->n == 0 : -1;
5211 }
5212
5213 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
5214 {
5215         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
5216 }
5217
5218 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5219 {
5220         int is_subset;
5221
5222         if (!map1 || !map2)
5223                 return -1;
5224         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5225         if (is_subset != 1)
5226                 return is_subset;
5227         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5228         return is_subset;
5229 }
5230
5231 int isl_basic_map_is_strict_subset(
5232                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5233 {
5234         int is_subset;
5235
5236         if (!bmap1 || !bmap2)
5237                 return -1;
5238         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5239         if (is_subset != 1)
5240                 return is_subset;
5241         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5242         if (is_subset == -1)
5243                 return is_subset;
5244         return !is_subset;
5245 }
5246
5247 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5248 {
5249         int is_subset;
5250
5251         if (!map1 || !map2)
5252                 return -1;
5253         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5254         if (is_subset != 1)
5255                 return is_subset;
5256         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5257         if (is_subset == -1)
5258                 return is_subset;
5259         return !is_subset;
5260 }
5261
5262 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
5263 {
5264         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
5265 }
5266
5267 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
5268 {
5269         if (!bmap)
5270                 return -1;
5271         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
5272 }
5273
5274 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
5275 {
5276         if (!bset)
5277                 return -1;
5278         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
5279 }
5280
5281 int isl_map_fast_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
5282 {
5283         if (!map)
5284                 return -1;
5285
5286         return map->n == 1 && isl_basic_map_is_universe(map->p[0]);
5287 }
5288
5289 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
5290 {
5291         return isl_map_fast_is_universe((isl_map *) set);
5292 }
5293
5294 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5295 {
5296         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5297         struct isl_vec *sample = NULL;
5298         int empty;
5299         unsigned total;
5300
5301         if (!bmap)
5302                 return -1;
5303
5304         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5305                 return 1;
5306
5307         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
5308                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
5309                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
5310                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5311                 isl_basic_map_free(copy);
5312                 return empty;
5313         }
5314
5315         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
5316         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
5317                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
5318                 if (contains < 0)
5319                         return -1;
5320                 if (contains)
5321                         return 0;
5322         }
5323         isl_vec_free(bmap->sample);
5324         bmap->sample = NULL;
5325         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
5326         if (!bset)
5327                 return -1;
5328         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
5329         if (!sample)
5330                 return -1;
5331         empty = sample->size == 0;
5332         isl_vec_free(bmap->sample);
5333         bmap->sample = sample;
5334         if (empty)
5335                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5336
5337         return empty;
5338 }
5339
5340 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5341 {
5342         if (!bmap)
5343                 return -1;
5344         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5345 }
5346
5347 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5348 {
5349         if (!bset)
5350                 return -1;
5351         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
5352 }
5353
5354 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5355 {
5356         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
5357 }
5358
5359 struct isl_map *isl_basic_map_union(
5360         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5361 {
5362         struct isl_map *map;
5363         if (!bmap1 || !bmap2)
5364                 return NULL;
5365
5366         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
5367
5368         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
5369         if (!map)
5370                 goto error;
5371         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
5372         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
5373         return map;
5374 error:
5375         isl_basic_map_free(bmap1);
5376         isl_basic_map_free(bmap2);
5377         return NULL;
5378 }
5379
5380 struct isl_set *isl_basic_set_union(
5381                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5382 {
5383         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
5384                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
5385                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
5386 }
5387
5388 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
5389 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5390 {
5391         int i;
5392         unsigned off;
5393
5394         if (!bmap)
5395                 return NULL;
5396
5397         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5398
5399         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5400                 int pos;
5401                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5402                         continue;
5403                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
5404                                                             bmap->n_div-i);
5405                 if (pos == -1)
5406                         continue;
5407                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
5408                 --i;
5409         }
5410         return bmap;
5411 }
5412
5413 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
5414 {
5415         return (struct isl_basic_set *)
5416                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5417 }
5418
5419 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
5420 {
5421         int i;
5422
5423         if (!map)
5424                 return 0;
5425
5426         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5427                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
5428                 if (!map->p[i])
5429                         goto error;
5430         }
5431
5432         return map;
5433 error:
5434         isl_map_free(map);
5435         return NULL;
5436 }
5437
5438 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
5439  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
5440  *
5441  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
5442  * of the corresponding div in dst otherwise.
5443  */
5444 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
5445                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
5446 {
5447         int i;
5448
5449         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5450
5451         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
5452         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
5453                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
5454                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
5455                                                 dst->n_div - div) == -1)
5456                         return i;
5457         return -1;
5458 }
5459
5460 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
5461                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
5462 {
5463         int i;
5464         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5465
5466         if (!dst || !src)
5467                 goto error;
5468
5469         if (src->n_div == 0)
5470                 return dst;
5471
5472         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
5473                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
5474
5475         src = isl_basic_map_order_divs(src);
5476         dst = isl_basic_map_cow(dst);
5477         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
5478                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
5479         if (!dst)
5480                 return NULL;
5481         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
5482                 int j = find_div(dst, src, i);
5483                 if (j < 0) {
5484                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
5485                         if (j < 0)
5486                                 goto error;
5487                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
5488                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
5489                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
5490                                 goto error;
5491                 }
5492                 if (j != i)
5493                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
5494         }
5495         return dst;
5496 error:
5497         isl_basic_map_free(dst);
5498         return NULL;
5499 }
5500
5501 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
5502                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
5503 {
5504         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
5505                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
5506 }
5507
5508 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
5509 {
5510         int i;
5511
5512         if (!map)
5513                 return NULL;
5514         if (map->n == 0)
5515                 return map;
5516         map = isl_map_compute_divs(map);
5517         map = isl_map_cow(map);
5518         if (!map)
5519                 return NULL;
5520
5521         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5522                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
5523         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5524                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
5525
5526         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5527         return map;
5528 }
5529
5530 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
5531 {
5532         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
5533 }
5534
5535 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
5536 {
5537         if (!set || !map)
5538                 goto error;
5539         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
5540         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
5541         set = isl_map_range(map);
5542         return set;
5543 error:
5544         isl_set_free(set);
5545         isl_map_free(map);
5546         return NULL;
5547 }
5548
5549 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
5550  * the meaning of the set.
5551  */
5552 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
5553 {
5554         int i;
5555
5556         if (!map)
5557                 return NULL;
5558
5559         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5560                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5561                         continue;
5562                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5563                 if (i != map->n-1) {
5564                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5565                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5566                 }
5567                 map->n--;
5568         }
5569
5570         return map;
5571 }
5572
5573 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
5574 {
5575         return (struct isl_set *)
5576                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
5577 }
5578
5579 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
5580 {
5581         struct isl_basic_map *bmap;
5582         if (!map || map->n == 0)
5583                 return NULL;
5584         bmap = map->p[map->n-1];
5585         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
5586         return isl_basic_map_copy(bmap);
5587 }
5588
5589 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
5590 {
5591         return (struct isl_basic_set *)
5592                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
5593 }
5594
5595 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5596                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
5597 {
5598         int i;
5599
5600         if (!map || !bmap)
5601                 goto error;
5602         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5603                 if (map->p[i] != bmap)
5604                         continue;
5605                 map = isl_map_cow(map);
5606                 if (!map)
5607                         goto error;
5608                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5609                 if (i != map->n-1) {
5610                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
5611                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5612                 }
5613                 map->n--;
5614                 return map;
5615         }
5616         return map;
5617 error:
5618         isl_map_free(map);
5619         return NULL;
5620 }
5621
5622 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
5623                                                 struct isl_basic_set *bset)
5624 {
5625         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
5626                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
5627 }
5628
5629 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
5630  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
5631  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
5632  */
5633 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
5634         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
5635         int pos, isl_int *opt)
5636 {
5637         struct isl_dim *dims;
5638         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
5639         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
5640         struct isl_ctx *ctx;
5641         struct isl_vec *obj;
5642         unsigned total;
5643         unsigned nparam;
5644         unsigned dim1, dim2;
5645         enum isl_lp_result res;
5646
5647         if (!bset1 || !bset2)
5648                 return isl_lp_error;
5649
5650         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
5651         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
5652         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
5653         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
5654         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
5655         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
5656         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
5657         if (!bmap1 || !bmap2)
5658                 goto error;
5659         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
5660         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
5661                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
5662                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
5663         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
5664         if (!bmap1)
5665                 goto error;
5666         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
5667         ctx = bmap1->ctx;
5668         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
5669         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
5670         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
5671         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
5672         if (!obj)
5673                 goto error;
5674         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
5675                                         opt, NULL, NULL);
5676         isl_basic_map_free(bmap1);
5677         isl_vec_free(obj);
5678         return res;
5679 error:
5680         isl_basic_map_free(bmap1);
5681         isl_basic_map_free(bmap2);
5682         return isl_lp_error;
5683 }
5684
5685 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
5686  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5687  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
5688  * smaller or larger than those in bset2.
5689  *
5690  * Returns
5691  *       1 if bset1 follows bset2
5692  *      -1 if bset1 precedes bset2
5693  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
5694  *      -2 if some error occurred.
5695  */
5696 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
5697         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
5698 {
5699         isl_int opt;
5700         enum isl_lp_result res;
5701         int cmp;
5702
5703         isl_int_init(opt);
5704
5705         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5706
5707         if (res == isl_lp_empty)
5708                 cmp = 0;
5709         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5710                   res == isl_lp_unbounded)
5711                 cmp = 1;
5712         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5713                 cmp = -1;
5714         else
5715                 cmp = -2;
5716
5717         isl_int_clear(opt);
5718         return cmp;
5719 }
5720
5721 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
5722  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5723  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
5724  * than a value of the same dimension in bset2.
5725  *
5726  * Return
5727  *       1 if there exists such a pair
5728  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5729  *      -1 otherwise
5730  *      -2 if some error occurred.
5731  */
5732 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
5733         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
5734 {
5735         isl_int opt;
5736         enum isl_lp_result res;
5737         int cmp;
5738
5739         isl_int_init(opt);
5740
5741         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5742
5743         if (res == isl_lp_empty)
5744                 cmp = -1;
5745         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5746                   res == isl_lp_unbounded)
5747                 cmp = 1;
5748         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5749                 cmp = -1;
5750         else if (res == isl_lp_ok)
5751                 cmp = 0;
5752         else
5753                 cmp = -2;
5754
5755         isl_int_clear(opt);
5756         return cmp;
5757 }
5758
5759 /* Given two sets set1 and set2, check whether
5760  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5761  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
5762  * than a value of the same dimension in set2.
5763  *
5764  * Return
5765  *       1 if there exists such a pair
5766  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5767  *      -1 otherwise
5768  *      -2 if some error occurred.
5769  */
5770 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
5771         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
5772 {
5773         int i, j;
5774         int follows = -1;
5775
5776         if (!set1 || !set2)
5777                 return -2;
5778
5779         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
5780                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
5781                         int f;
5782                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
5783                         if (f == 1 || f == -2)
5784                                 return f;
5785                         if (f > follows)
5786                                 follows = f;
5787                 }
5788
5789         return follows;
5790 }
5791
5792 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
5793         unsigned pos, isl_int *val)
5794 {
5795         int i;
5796         int d;
5797         unsigned total;
5798
5799         if (!bmap)
5800                 return -1;
5801         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5802         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
5803                 for (; d+1 > pos; --d)
5804                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
5805                                 break;
5806                 if (d != pos)
5807                         continue;
5808                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
5809                         return 0;
5810                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
5811                         return 0;
5812                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
5813                         return 0;
5814                 if (val)
5815                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
5816                 return 1;
5817         }
5818         return 0;
5819 }
5820
5821 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
5822         unsigned pos, isl_int *val)
5823 {
5824         int i;
5825         isl_int v;
5826         isl_int tmp;
5827         int fixed;
5828
5829         if (!map)
5830                 return -1;
5831         if (map->n == 0)
5832                 return 0;
5833         if (map->n == 1)
5834                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
5835         isl_int_init(v);
5836         isl_int_init(tmp);
5837         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
5838         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
5839                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
5840                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5841                         fixed = 0;
5842         }
5843         if (val)
5844                 isl_int_set(*val, v);
5845         isl_int_clear(tmp);
5846         isl_int_clear(v);
5847         return fixed;
5848 }
5849
5850 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
5851         unsigned pos, isl_int *val)
5852 {
5853         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
5854                                                 pos, val);
5855 }
5856
5857 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
5858         isl_int *val)
5859 {
5860         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
5861 }
5862
5863 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
5864         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5865 {
5866         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5867                 return -1;
5868         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
5869                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
5870 }
5871
5872 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
5873         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5874 {
5875         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5876                 return -1;
5877         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
5878                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
5879 }
5880
5881 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5882  * then return this fixed value in *val.
5883  */
5884 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
5885         isl_int *val)
5886 {
5887         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
5888                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
5889 }
5890
5891 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5892  * then return this fixed value in *val.
5893  */
5894 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
5895 {
5896         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
5897 }
5898
5899 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
5900  * then return this fixed value in *val.
5901  */
5902 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
5903 {
5904         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
5905 }
5906
5907 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
5908  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
5909  */
5910 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
5911         unsigned dim, isl_int *val)
5912 {
5913         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
5914         isl_int *c;
5915         unsigned total;
5916         unsigned nparam;
5917
5918         if (!bset)
5919                 return -1;
5920         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5921         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5922         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5923                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
5924                         continue;
5925                 if (i_eq != -1)
5926                         return 0;
5927                 i_eq = i;
5928         }
5929         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5930                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
5931                         continue;
5932                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
5933                         return 0;
5934                 i_ineq = i;
5935         }
5936         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
5937                 return 0;
5938         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
5939         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
5940         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
5941                 return 0;
5942         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
5943                 return 0;
5944         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
5945                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
5946                 return 0;
5947         if (val)
5948                 isl_int_neg(*val, c[0]);
5949         return 1;
5950 }
5951
5952 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
5953         unsigned dim, isl_int *val)
5954 {
5955         int i;
5956         isl_int v;
5957         isl_int tmp;
5958         int fixed;
5959
5960         if (!set)
5961                 return -1;
5962         if (set->n == 0)
5963                 return 0;
5964         if (set->n == 1)
5965                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5966                                                                 dim, val);
5967         isl_int_init(v);
5968         isl_int_init(tmp);
5969         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
5970                                                                 dim, &v);
5971         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
5972                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
5973                                                                 dim, &tmp);
5974                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5975                         fixed = 0;
5976         }
5977         if (val)
5978                 isl_int_set(*val, v);
5979         isl_int_clear(tmp);
5980         isl_int_clear(v);
5981         return fixed;
5982 }
5983
5984 struct constraint {
5985         unsigned        size;
5986         isl_int         *c;
5987 };
5988
5989 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
5990 {
5991         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
5992         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
5993         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
5994         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
5995 }
5996
5997 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
5998         struct isl_basic_map *bmap)
5999 {
6000         int i;
6001         struct constraint *c;
6002         unsigned total;
6003
6004         if (!bmap)
6005                 return NULL;
6006         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6007         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6008         if (!c)
6009                 goto error;
6010         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6011                 c[i].size = total;
6012                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6013         }
6014         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6015         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
6016                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
6017         free(c);
6018         return bmap;
6019 error:
6020         isl_basic_map_free(bmap);
6021         return NULL;
6022 }
6023
6024 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
6025         __isl_take isl_basic_set *bset)
6026 {
6027         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
6028                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6029 }
6030
6031 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
6032 {
6033         if (!bmap)
6034                 return NULL;
6035         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
6036                 return bmap;
6037         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
6038         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
6039         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
6040         return bmap;
6041 }
6042
6043 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
6044 {
6045         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
6046                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6047 }
6048
6049 int isl_basic_map_fast_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6050         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6051 {
6052         int i, cmp;
6053         unsigned total;
6054
6055         if (bmap1 == bmap2)
6056                 return 0;
6057         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
6058                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
6059         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
6060                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6061         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
6062                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6063         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
6064             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6065                 return 0;
6066         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6067                 return 1;
6068         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6069                 return -1;
6070         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
6071                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
6072         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
6073                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
6074         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
6075                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
6076         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6077         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
6078                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
6079                 if (cmp)
6080                         return cmp;
6081         }
6082         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
6083                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
6084                 if (cmp)
6085                         return cmp;
6086         }
6087         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
6088                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
6089                 if (cmp)
6090                         return cmp;
6091         }
6092         return 0;
6093 }
6094
6095 int isl_basic_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6096         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6097 {
6098         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
6099 }
6100
6101 int isl_basic_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6102         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6103 {
6104         return isl_basic_map_fast_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
6105                                             (isl_basic_map *)bset2);
6106 }
6107
6108 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
6109 {
6110         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
6111         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
6112
6113         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
6114 }
6115
6116 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
6117  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
6118  * meaning of any possible other copies of map.
6119  */
6120 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
6121 {
6122         int i, j;
6123         struct isl_basic_map *bmap;
6124
6125         if (!map)
6126                 return NULL;
6127         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
6128                 return map;
6129         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6130                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6131                 if (!bmap)
6132                         goto error;
6133                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6134                 map->p[i] = bmap;
6135         }
6136         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
6137         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6138         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
6139         if (!map)
6140                 return NULL;
6141         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
6142                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
6143                         continue;
6144                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
6145                 for (j = i; j < map->n; ++j)
6146                         map->p[j-1] = map->p[j];
6147                 map->n--;
6148         }
6149         return map;
6150 error:
6151         isl_map_free(map);
6152         return NULL;
6153
6154 }
6155
6156 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
6157 {
6158         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
6159 }
6160
6161 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6162 {
6163         int i;
6164         int equal;
6165
6166         if (!map1 || !map2)
6167                 return -1;
6168
6169         if (map1 == map2)
6170                 return 1;
6171         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
6172                 return 0;
6173
6174         map1 = isl_map_copy(map1);
6175         map2 = isl_map_copy(map2);
6176         map1 = isl_map_normalize(map1);
6177         map2 = isl_map_normalize(map2);
6178         if (!map1 || !map2)
6179                 goto error;
6180         equal = map1->n == map2->n;
6181         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
6182                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
6183                 if (equal < 0)
6184                         goto error;
6185         }
6186         isl_map_free(map1);
6187         isl_map_free(map2);
6188         return equal;
6189 error:
6190         isl_map_free(map1);
6191         isl_map_free(map2);
6192         return -1;
6193 }
6194
6195 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6196 {
6197         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
6198                                                 (struct isl_map *)set2);
6199 }
6200
6201 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
6202  */
6203 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
6204         isl_int min, isl_int max)
6205 {
6206         int k;
6207         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6208
6209         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
6210         if (!bset)
6211                 goto error;
6212
6213         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6214         if (k < 0)
6215                 goto error;
6216         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
6217         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
6218
6219         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6220         if (k < 0)
6221                 goto error;
6222         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
6223         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
6224
6225         return bset;
6226 error:
6227         isl_basic_set_free(bset);
6228         return NULL;
6229 }
6230
6231 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
6232  */
6233 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
6234 {
6235         int i;
6236         unsigned dim;
6237         unsigned nparam;
6238         unsigned extra;
6239         unsigned n_eq;
6240         unsigned n_ineq;
6241         struct isl_basic_set *product = NULL;
6242
6243         if (!list)
6244                 goto error;
6245         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
6246         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
6247         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
6248         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
6249         extra = list->p[0]->n_div;
6250         n_eq = list->p[0]->n_eq;
6251         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
6252         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
6253                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
6254                 isl_assert(list->ctx,
6255                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
6256                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6257                 extra += list->p[i]->n_div;
6258                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
6259                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
6260         }
6261         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
6262                                         n_eq, n_ineq);
6263         if (!product)
6264                 goto error;
6265         dim = 0;
6266         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
6267                 isl_basic_set_add_constraints(product,
6268                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
6269                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6270         }
6271         isl_basic_set_list_free(list);
6272         return product;
6273 error:
6274         isl_basic_set_free(product);
6275         isl_basic_set_list_free(list);
6276         return NULL;
6277 }
6278
6279 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
6280                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6281 {
6282         struct isl_dim *dim_result = NULL;
6283         struct isl_basic_map *bmap;
6284         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
6285         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
6286
6287         if (!bmap1 || !bmap2)
6288                 goto error;
6289
6290         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
6291                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
6292         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
6293                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
6294
6295         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
6296         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
6297         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
6298         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
6299         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
6300
6301         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
6302         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6303         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6304         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6305         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6306         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
6307         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
6308         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
6309         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
6310         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
6311         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
6312
6313         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
6314                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
6315                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
6316                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
6317         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
6318         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
6319         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6320         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6321 error:
6322         isl_basic_map_free(bmap1);
6323         isl_basic_map_free(bmap2);
6324         return NULL;
6325 }
6326
6327 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
6328  */
6329 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6330 {
6331         unsigned flags = 0;
6332         struct isl_map *result;
6333         int i, j;
6334
6335         if (!map1 || !map2)
6336                 goto error;
6337
6338         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
6339                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
6340
6341         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6342             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6343                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6344
6345         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
6346                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
6347                                 map1->n * map2->n, flags);
6348         if (!result)
6349                 goto error;
6350         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6351                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6352                         struct isl_basic_map *part;
6353                         part = isl_basic_map_product(
6354                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6355                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
6356                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
6357                                 isl_basic_map_free(part);
6358                         else
6359                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
6360                         if (!result)
6361                                 goto error;
6362                 }
6363         isl_map_free(map1);
6364         isl_map_free(map2);
6365         return result;
6366 error:
6367         isl_map_free(map1);
6368         isl_map_free(map2);
6369         return NULL;
6370 }
6371
6372 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
6373  */
6374 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6375 {
6376         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
6377                                                  (struct isl_map *)set2);
6378 }
6379
6380 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
6381 {
6382         int i;
6383         uint32_t hash = isl_hash_init();
6384         unsigned total;
6385
6386         if (!bset)
6387                 return 0;
6388         bset = isl_basic_set_copy(bset);
6389         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
6390         if (!bset)
6391                 return 0;
6392         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6393         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
6394         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6395                 uint32_t c_hash;
6396                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
6397                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6398         }
6399         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
6400         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6401                 uint32_t c_hash;
6402                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
6403                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6404         }
6405         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
6406         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
6407                 uint32_t c_hash;
6408                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
6409                         continue;
6410                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
6411                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
6412                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6413         }
6414         isl_basic_set_free(bset);
6415         return hash;
6416 }
6417
6418 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
6419 {
6420         int i;
6421         uint32_t hash;
6422
6423         if (!set)
6424                 return 0;
6425         set = isl_set_copy(set);
6426         set = isl_set_normalize(set);
6427         if (!set)
6428                 return 0;
6429
6430         hash = isl_hash_init();
6431         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6432                 uint32_t bset_hash;
6433                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
6434                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
6435         }
6436
6437         isl_set_free(set);
6438
6439         return hash;
6440 }
6441
6442 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6443  * by the values of the other parameters and variables.
6444  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
6445  */
6446 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
6447 {
6448         int i;
6449         unsigned nparam;
6450
6451         if (!bset)
6452                 return -1;
6453         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6454         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
6455                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
6456                         return 1;
6457         return 0;
6458 }
6459
6460 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6461  * by the values of the other parameters and variables.
6462  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
6463  * for each of the subsets.
6464  */
6465 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
6466 {
6467         int i;
6468
6469         if (!set)
6470                 return -1;
6471         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6472                 int unique;
6473                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
6474                 if (unique != 1)
6475                         return unique;
6476         }
6477         return 1;
6478 }
6479
6480 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
6481         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
6482 {
6483         int i;
6484
6485         if (!map)
6486                 return -1;
6487
6488         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6489                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
6490                         return -1;
6491
6492         return 0;
6493 }
6494
6495 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
6496         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
6497 {
6498         int i;
6499
6500         if (!set)
6501                 return -1;
6502
6503         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6504                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
6505                         return -1;
6506
6507         return 0;
6508 }
6509
6510 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
6511 {
6512         struct isl_dim *dim;
6513
6514         if (!bset)
6515                 return NULL;
6516
6517         if (bset->n_div == 0)
6518                 return bset;
6519
6520         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6521         if (!bset)
6522                 return NULL;
6523
6524         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
6525         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, bset->n_div);
6526         if (!dim)
6527                 goto error;
6528         isl_dim_free(bset->dim);
6529         bset->dim = dim;
6530         bset->n_div = 0;
6531
6532         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6533
6534         return bset;
6535 error:
6536         isl_basic_set_free(bset);
6537         return NULL;
6538 }
6539
6540 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
6541 {
6542         int i;
6543         struct isl_dim *dim;
6544         unsigned n_div;
6545
6546         set = isl_set_align_divs(set);
6547
6548         if (!set)
6549                 return NULL;
6550         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0)
6551                 return set;
6552
6553         set = isl_set_cow(set);
6554         if (!set)
6555                 return NULL;
6556
6557         n_div = set->p[0]->n_div;
6558         dim = isl_set_get_dim(set);
6559         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, n_div);
6560         if (!dim)
6561                 goto error;
6562         isl_dim_free(set->dim);
6563         set->dim = dim;
6564
6565         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6566                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
6567                 if (!set->p[i])
6568                         goto error;
6569         }
6570
6571         return set;
6572 error:
6573         isl_set_free(set);
6574         return NULL;
6575 }
6576
6577 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
6578 {
6579         struct isl_dim *dim;
6580         struct isl_basic_map *bmap;
6581         unsigned n_set;
6582         unsigned n_div;
6583         unsigned n_param;
6584         unsigned total;
6585         int i, k, l;
6586
6587         set = isl_set_align_divs(set);
6588
6589         if (!set)
6590                 return NULL;
6591
6592         dim = isl_set_get_dim(set);
6593         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
6594                 isl_set_free(set);
6595                 return isl_map_identity(dim);
6596         }
6597
6598         n_div = set->p[0]->n_div;
6599         dim = isl_dim_map(dim);
6600         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
6601         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
6602         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
6603         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
6604         for (i = 0; i < n_set; ++i)
6605                 bmap = var_equal(bmap, i);
6606
6607         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
6608         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6609                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6610                 if (k < 0)
6611                         goto error;
6612                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
6613                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
6614                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
6615                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
6616                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
6617                             set->p[0]->div[i][0]);
6618
6619                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6620                 if (l < 0)
6621                         goto error;
6622                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
6623                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
6624                             set->p[0]->div[i][0]);
6625                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
6626         }
6627
6628         isl_set_free(set);
6629         return isl_map_from_basic_map(bmap);
6630 error:
6631         isl_set_free(set);
6632         isl_basic_map_free(bmap);
6633         return NULL;
6634 }
6635
6636 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6637 {
6638         unsigned dim;
6639         int size = 0;
6640
6641         if (!bset)
6642                 return -1;
6643
6644         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
6645         size += bset->n_eq * (1 + dim);
6646         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
6647         size += bset->n_div * (2 + dim);
6648
6649         return size;
6650 }
6651
6652 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
6653 {
6654         int i;
6655         int size = 0;
6656
6657         if (!set)
6658                 return -1;
6659
6660         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6661                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
6662
6663         return size;
6664 }
6665
6666 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6667         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6668 {
6669         int i;
6670         int lower, upper;
6671
6672         if (!bmap)
6673                 return -1;
6674
6675         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
6676
6677         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
6678
6679         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
6680                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
6681                         return 1;
6682
6683         lower = upper = 0;
6684         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6685                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
6686                 if (sgn > 0)
6687                         lower = 1;
6688                 if (sgn < 0)
6689                         upper = 1;
6690         }
6691
6692         return lower && upper;
6693 }
6694
6695 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
6696         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6697 {
6698         int i;
6699
6700         if (!map)
6701                 return -1;
6702
6703         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6704                 int bounded;
6705                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
6706                 if (bounded < 0 || !bounded)
6707                         return bounded;
6708         }
6709
6710         return 1;
6711 }
6712
6713 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
6714  * and a lower bound.
6715  */
6716 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
6717         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6718 {
6719         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
6720 }
6721
6722 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
6723  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
6724  * elements of the array "signs".
6725  * Sign
6726  *      1 means that the variable is non-negative
6727  *      -1 means that the variable is non-positive
6728  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
6729  */
6730 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6731         unsigned first, unsigned n, int *signs)
6732 {
6733         isl_vec *bound = NULL;
6734         struct isl_tab *tab = NULL;
6735         struct isl_tab_undo *snap;
6736         int i;
6737
6738         if (!bset || !signs)
6739                 return -1;
6740
6741         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6742         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
6743         if (!bound || !tab)
6744                 goto error;
6745
6746         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
6747         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
6748
6749         snap = isl_tab_snap(tab);
6750         for (i = 0; i < n; ++i) {
6751                 int empty;
6752
6753                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
6754                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6755                         goto error;
6756                 empty = tab->empty;
6757                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6758                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6759                         goto error;
6760
6761                 if (empty) {
6762                         signs[i] = 1;
6763                         continue;
6764                 }
6765
6766                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
6767                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6768                         goto error;
6769                 empty = tab->empty;
6770                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6771                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6772                         goto error;
6773
6774                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
6775         }
6776
6777         isl_tab_free(tab);
6778         isl_vec_free(bound);
6779         return 0;
6780 error:
6781         isl_tab_free(tab);
6782         isl_vec_free(bound);
6783         return -1;
6784 }
6785
6786 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6787         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
6788 {
6789         if (!bset || !signs)
6790                 return -1;
6791         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
6792                 return -1);
6793
6794         first += pos(bset->dim, type) - 1;
6795         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
6796 }
6797
6798 /* Check if the given map is single-valued.
6799  * We simply compute
6800  *
6801  *      M \circ M^-1
6802  *
6803  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
6804  */
6805 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
6806 {
6807         isl_map *test;
6808         isl_map *id;
6809         int sv;
6810
6811         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
6812         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
6813
6814         id = isl_map_identity(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
6815
6816         sv = isl_map_is_subset(test, id);
6817
6818         isl_map_free(test);
6819         isl_map_free(id);
6820
6821         return sv;
6822 }
6823
6824 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
6825 {
6826         int sv;
6827
6828         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6829         if (sv < 0 || !sv)
6830                 return sv;
6831
6832         map = isl_map_copy(map);
6833         map = isl_map_reverse(map);
6834         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6835         isl_map_free(map);
6836
6837         return sv;
6838 }
6839
6840 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
6841 {
6842         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
6843 }
6844
6845 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
6846 {
6847         int ok;
6848         isl_set *delta;
6849
6850         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
6851         ok = isl_set_is_singleton(delta);
6852         isl_set_free(delta);
6853
6854         return ok;
6855 }
6856
6857 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
6858 {
6859         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
6860                 return 0;
6861         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
6862                 return 0;
6863         return 1;
6864 }
6865
6866 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6867 {
6868         int i, j;
6869         unsigned nvar;
6870         unsigned ovar;
6871
6872         if (!bset)
6873                 return -1;
6874
6875         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
6876                 return 0;
6877
6878         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6879         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
6880         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
6881                 int lower = 0, upper = 0;
6882                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6883                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
6884                                 continue;
6885                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6886                                 return 0;
6887                         break;
6888                 }
6889                 if (i < bset->n_eq)
6890                         continue;
6891                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6892                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6893                                 continue;
6894                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6895                                 return 0;
6896                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6897                                 lower = 1;
6898                         else
6899                                 upper = 1;
6900                 }
6901                 if (!lower || !upper)
6902                         return 0;
6903         }
6904
6905         return 1;
6906 }
6907
6908 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
6909 {
6910         if (!set)
6911                 return -1;
6912         if (set->n != 1)
6913                 return 0;
6914
6915         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
6916 }