isl_map.c

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