isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <strings.h>
  15 #include "isl_ctx.h"
  16 #include "isl_blk.h"
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include "isl_list.h"
  20 #include "isl_lp.h"
  21 #include "isl_seq.h"
  22 #include "isl_set.h"
  23 #include "isl_map.h"
  24 #include "isl_map_private.h"
  25 #include "isl_map_piplib.h"
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include "isl_vec.h"
  29
  30 /* Maps dst positions to src positions */
  31 struct isl_dim_map {
  32         unsigned len;
  33         int pos[1];
  34 };
  35
  36 static struct isl_dim_map *isl_dim_map_alloc(struct isl_ctx *ctx, unsigned len)
  37 {
  38         int i;
  39         struct isl_dim_map *dim_map;
  40         dim_map = isl_alloc(ctx, struct isl_dim_map,
  41                                 sizeof(struct isl_dim_map) + len * sizeof(int));
  42         if (!dim_map)
  43                 return NULL;
  44         dim_map->len = 1 + len;
  45         dim_map->pos[0] = 0;
  46         for (i = 0; i < len; ++i)
  47                 dim_map->pos[1 + i] = -1;
  48         return dim_map;
  49 }
  50
  51 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  52 {
  53         switch (type) {
  54         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  55         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  56         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  57         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  58         default:                return 0;
  59         }
  60 }
  61
  62 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  63 {
  64         switch (type) {
  65         case isl_dim_param:     return 1;
  66         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  67         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  68         default:                return 0;
  69         }
  70 }
  71
  72 static void isl_dim_map_dim_range(struct isl_dim_map *dim_map,
  73         struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type,
  74         unsigned first, unsigned n, unsigned dst_pos)
  75 {
  76         int i;
  77         unsigned src_pos;
  78
  79         if (!dim_map || !dim)
  80                 return;
  81
  82         src_pos = pos(dim, type);
  83         for (i = 0; i < n; ++i)
  84                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + first + i;
  85 }
  86
  87 static void isl_dim_map_dim(struct isl_dim_map *dim_map, struct isl_dim *dim,
  88                 enum isl_dim_type type, unsigned dst_pos)
  89 {
  90         isl_dim_map_dim_range(dim_map, dim, type, 0, n(dim, type), dst_pos);
  91 }
  92
  93 static void isl_dim_map_div(struct isl_dim_map *dim_map,
  94                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned dst_pos)
  95 {
  96         int i;
  97         unsigned src_pos;
  98
  99         if (!dim_map || !bmap)
 100                 return;
 101
 102         src_pos = 1 + isl_dim_total(bmap->dim);
 103         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 104                 dim_map->pos[1 + dst_pos + i] = src_pos + i;
 105 }
 106
 107 static void isl_dim_map_dump(struct isl_dim_map *dim_map)
 108 {
 109         int i;
 110
 111         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i)
 112                 fprintf(stderr, "%d -> %d; ", i, dim_map->pos[i]);
 113         fprintf(stderr, "\n");
 114 }
 115
 116 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
 117                                 enum isl_dim_type type)
 118 {
 119         if (!bmap)
 120                 return 0;
 121         switch (type) {
 122         case isl_dim_param:
 123         case isl_dim_in:
 124         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
 125         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
 126         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
 127         default:                return 0;
 128         }
 129 }
 130
 131 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 132 {
 133         return map ? n(map->dim, type) : 0;
 134 }
 135
 136 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
 137 {
 138         return set ? n(set->dim, type) : 0;
 139 }
 140
 141 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
 142                                         enum isl_dim_type type)
 143 {
 144         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
 145         switch (type) {
 146         case isl_dim_param:     return 1;
 147         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
 148         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
 149         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
 150         default:                return 0;
 151         }
 152 }
 153
 154 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 155 {
 156         return pos(map->dim, type);
 157 }
 158
 159 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 160                                 enum isl_dim_type type)
 161 {
 162         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 163 }
 164
 165 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 166 {
 167         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 168 }
 169
 170 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 171 {
 172         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 173 }
 174
 175 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 176 {
 177         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 178 }
 179
 180 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 181 {
 182         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 183 }
 184
 185 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 186 {
 187         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 188 }
 189
 190 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 191 {
 192         return bmap->dim->n_in;
 193 }
 194
 195 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 196 {
 197         return bmap->dim->n_out;
 198 }
 199
 200 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 201 {
 202         return bmap->dim->nparam;
 203 }
 204
 205 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 206 {
 207         return bmap->n_div;
 208 }
 209
 210 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 211 {
 212         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 213 }
 214
 215 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 216 {
 217         return map->dim->n_in;
 218 }
 219
 220 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 221 {
 222         return map->dim->n_out;
 223 }
 224
 225 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 226 {
 227         return map->dim->nparam;
 228 }
 229
 230 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 231 {
 232         return map->dim->n_in == set->dim->n_out &&
 233                map->dim->nparam == set->dim->nparam;
 234 }
 235
 236 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 237                 struct isl_basic_set *bset)
 238 {
 239         return bmap->dim->n_in == bset->dim->n_out &&
 240                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 241 }
 242
 243 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 244                 struct isl_basic_set *bset)
 245 {
 246         return bmap->dim->n_out == bset->dim->n_out &&
 247                bmap->dim->nparam == bset->dim->nparam;
 248 }
 249
 250 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 251 {
 252         return map ? map->ctx : NULL;
 253 }
 254
 255 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 256 {
 257         if (!bmap)
 258                 return NULL;
 259         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 260 }
 261
 262 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 263 {
 264         if (!bset)
 265                 return NULL;
 266         return isl_dim_copy(bset->dim);
 267 }
 268
 269 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 270 {
 271         if (!map)
 272                 return NULL;
 273         return isl_dim_copy(map->dim);
 274 }
 275
 276 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 277 {
 278         if (!set)
 279                 return NULL;
 280         return isl_dim_copy(set->dim);
 281 }
 282
 283 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 284         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 285         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 286 {
 287         if (!bmap)
 288                 return NULL;
 289         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 290         if (!bmap->dim)
 291                 goto error;
 292         return bmap;
 293 error:
 294         isl_basic_map_free(bmap);
 295         return NULL;
 296 }
 297
 298 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 299         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 300 {
 301         int i;
 302
 303         if (!map)
 304                 return NULL;
 305
 306         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 307         if (!map->dim)
 308                 goto error;
 309
 310         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 311                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 312                 if (!map->p[i])
 313                         goto error;
 314         }
 315
 316         return map;
 317 error:
 318         isl_map_free(map);
 319         return NULL;
 320 }
 321
 322 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 323         __isl_take isl_basic_set *bset,
 324         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 325 {
 326         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 327                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 328 }
 329
 330 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 331         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 332 {
 333         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 334 }
 335
 336 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 337 {
 338         if (!bmap)
 339                 return -1;
 340         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 341 }
 342
 343 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 344                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 345                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 346 {
 347         int i;
 348         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 349
 350         bmap->ctx = ctx;
 351         isl_ctx_ref(ctx);
 352
 353         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 354         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 355                 goto error;
 356
 357         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 358         if (!bmap->ineq)
 359                 goto error;
 360
 361         if (extra == 0) {
 362                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 363                 bmap->div = NULL;
 364         } else {
 365                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 366                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 367                         goto error;
 368
 369                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 370                 if (!bmap->div)
 371                         goto error;
 372         }
 373
 374         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 375                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 376
 377         for (i = 0; i < extra; ++i)
 378                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 379
 380         bmap->ref = 1;
 381         bmap->flags = 0;
 382         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 383         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 384         bmap->extra = extra;
 385         bmap->n_eq = 0;
 386         bmap->n_ineq = 0;
 387         bmap->n_div = 0;
 388         bmap->sample = NULL;
 389
 390         return bmap;
 391 error:
 392         isl_basic_map_free(bmap);
 393         return NULL;
 394 }
 395
 396 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 397                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 398                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 399 {
 400         struct isl_basic_map *bmap;
 401         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 402         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 403 }
 404
 405 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 406                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 407 {
 408         struct isl_basic_map *bmap;
 409         if (!dim)
 410                 return NULL;
 411         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
 412         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 413         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 414 }
 415
 416 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 417                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 418 {
 419         struct isl_basic_map *bmap;
 420
 421         if (!dim)
 422                 return NULL;
 423         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 424         if (!bmap)
 425                 goto error;
 426         bmap->dim = dim;
 427
 428         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 429 error:
 430         isl_dim_free(dim);
 431         return NULL;
 432 }
 433
 434 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 435                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 436                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 437 {
 438         struct isl_basic_map *bmap;
 439         struct isl_dim *dim;
 440
 441         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 442         if (!dim)
 443                 return NULL;
 444
 445         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 446         return bmap;
 447 }
 448
 449 static void dup_constraints(
 450                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 451 {
 452         int i;
 453         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 454
 455         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 456                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 457                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 458         }
 459
 460         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 461                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 462                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 463         }
 464
 465         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 466                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 467                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 468         }
 469         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 470 }
 471
 472 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 473 {
 474         struct isl_basic_map *dup;
 475
 476         if (!bmap)
 477                 return NULL;
 478         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 479                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 480         if (!dup)
 481                 return NULL;
 482         dup_constraints(dup, bmap);
 483         dup->flags = bmap->flags;
 484         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 485         return dup;
 486 }
 487
 488 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 489 {
 490         struct isl_basic_map *dup;
 491
 492         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 493         return (struct isl_basic_set *)dup;
 494 }
 495
 496 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 497 {
 498         if (!bset)
 499                 return NULL;
 500
 501         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 502                 bset->ref++;
 503                 return bset;
 504         }
 505         return isl_basic_set_dup(bset);
 506 }
 507
 508 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 509 {
 510         if (!set)
 511                 return NULL;
 512
 513         set->ref++;
 514         return set;
 515 }
 516
 517 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 518 {
 519         if (!bmap)
 520                 return NULL;
 521
 522         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 523                 bmap->ref++;
 524                 return bmap;
 525         }
 526         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 527         if (bmap)
 528                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 529         return bmap;
 530 }
 531
 532 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 533 {
 534         if (!map)
 535                 return NULL;
 536
 537         map->ref++;
 538         return map;
 539 }
 540
 541 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 542 {
 543         if (!bmap)
 544                 return;
 545
 546         if (--bmap->ref > 0)
 547                 return;
 548
 549         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 550         free(bmap->div);
 551         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 552         free(bmap->ineq);
 553         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 554         isl_vec_free(bmap->sample);
 555         isl_dim_free(bmap->dim);
 556         free(bmap);
 557 }
 558
 559 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 560 {
 561         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 562 }
 563
 564 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 565 {
 566         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 567 }
 568
 569 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 570 {
 571         struct isl_ctx *ctx;
 572         if (!bmap)
 573                 return -1;
 574         ctx = bmap->ctx;
 575         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 576         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 577                         return -1);
 578         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 579         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 580         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 581         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 582         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 583         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 584                 isl_int *t;
 585                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 586                 if (j < 0)
 587                         return -1;
 588                 t = bmap->ineq[j];
 589                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 590                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 591                 bmap->eq[-1] = t;
 592                 bmap->n_eq++;
 593                 bmap->n_ineq--;
 594                 bmap->eq--;
 595                 return 0;
 596         }
 597         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 598                       bmap->extra - bmap->n_div);
 599         return bmap->n_eq++;
 600 }
 601
 602 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 603 {
 604         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 605 }
 606
 607 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 608 {
 609         if (!bmap)
 610                 return -1;
 611         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 612         bmap->n_eq -= n;
 613         return 0;
 614 }
 615
 616 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 617 {
 618         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 619 }
 620
 621 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 622 {
 623         isl_int *t;
 624         if (!bmap)
 625                 return -1;
 626         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 627
 628         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 629                 t = bmap->eq[pos];
 630                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 631                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 632         }
 633         bmap->n_eq--;
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 638 {
 639         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 640 }
 641
 642 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 643                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 644 {
 645         isl_int *t;
 646
 647         t = bmap->ineq[pos];
 648         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 649         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 650         bmap->eq[-1] = t;
 651         bmap->n_eq++;
 652         bmap->n_ineq--;
 653         bmap->eq--;
 654         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 655         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 656         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 657         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 658 }
 659
 660 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 661 {
 662         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 663 }
 664
 665 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 666 {
 667         struct isl_ctx *ctx;
 668         if (!bmap)
 669                 return -1;
 670         ctx = bmap->ctx;
 671         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 672         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 673         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 674         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 675         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 676         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 677                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 678                       bmap->extra - bmap->n_div);
 679         return bmap->n_ineq++;
 680 }
 681
 682 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 683 {
 684         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 685 }
 686
 687 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 688 {
 689         if (!bmap)
 690                 return -1;
 691         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 692         bmap->n_ineq -= n;
 693         return 0;
 694 }
 695
 696 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 697 {
 698         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 699 }
 700
 701 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 702 {
 703         isl_int *t;
 704         if (!bmap)
 705                 return -1;
 706         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 707
 708         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 709                 t = bmap->ineq[pos];
 710                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 711                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 712                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 713         }
 714         bmap->n_ineq--;
 715         return 0;
 716 }
 717
 718 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 719 {
 720         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 721 }
 722
 723 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 724         isl_int *eq)
 725 {
 726         int k;
 727
 728         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 729         if (!bmap)
 730                 return NULL;
 731         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 732         if (k < 0)
 733                 goto error;
 734         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 735         return bmap;
 736 error:
 737         isl_basic_map_free(bmap);
 738         return NULL;
 739 }
 740
 741 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 742         isl_int *eq)
 743 {
 744         return (isl_basic_set *)
 745                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 746 }
 747
 748 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 749         isl_int *ineq)
 750 {
 751         int k;
 752
 753         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 754         if (!bmap)
 755                 return NULL;
 756         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 757         if (k < 0)
 758                 goto error;
 759         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 760         return bmap;
 761 error:
 762         isl_basic_map_free(bmap);
 763         return NULL;
 764 }
 765
 766 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 767         isl_int *ineq)
 768 {
 769         return (isl_basic_set *)
 770                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 771 }
 772
 773 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 774 {
 775         if (!bmap)
 776                 return -1;
 777         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 778         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 779                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 780                       bmap->extra - bmap->n_div);
 781         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 782         return bmap->n_div++;
 783 }
 784
 785 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 786 {
 787         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 788 }
 789
 790 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 791 {
 792         if (!bmap)
 793                 return -1;
 794         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 795         bmap->n_div -= n;
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 800 {
 801         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 802 }
 803
 804 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 805  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 806  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 807  * variables.
 808  */
 809 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 810                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 811                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 812 {
 813         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 814         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 815         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 816         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 817         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 818         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 819         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 820         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 821         if (dst_nparam > src_nparam)
 822                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 823                                 dst_nparam - src_nparam);
 824         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 825         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 826                     src+1+src_nparam,
 827                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 828         if (dst_in-in_off > src_in)
 829                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 830                                 dst_in - in_off - src_in);
 831         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 832         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 833                     src+1+src_nparam+src_in,
 834                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 835         if (dst_out-out_off > src_out)
 836                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 837                                 dst_out - out_off - src_out);
 838         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 839         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 840                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 841                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 842         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 843                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 844                                 div_off+src_map->n_div,
 845                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
 846 }
 847
 848 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 849                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 850                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 851 {
 852         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 853         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
 854 }
 855
 856 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
 857                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
 858 {
 859         int i;
 860         unsigned div_off;
 861
 862         if (!bmap1 || !bmap2)
 863                 goto error;
 864
 865         div_off = bmap1->n_div;
 866
 867         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
 868                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
 869                 if (i1 < 0)
 870                         goto error;
 871                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
 872                                 i_pos, o_pos, div_off);
 873         }
 874
 875         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
 876                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
 877                 if (i1 < 0)
 878                         goto error;
 879                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
 880                                 i_pos, o_pos, div_off);
 881         }
 882
 883         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
 884                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
 885                 if (i1 < 0)
 886                         goto error;
 887                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
 888                          i_pos, o_pos, div_off);
 889         }
 890
 891         isl_basic_map_free(bmap2);
 892
 893         return bmap1;
 894
 895 error:
 896         isl_basic_map_free(bmap1);
 897         isl_basic_map_free(bmap2);
 898         return NULL;
 899 }
 900
 901 static void copy_constraint_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 902                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 903 {
 904         int i;
 905
 906         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i) {
 907                 if (dim_map->pos[i] < 0)
 908                         isl_int_set_si(dst[i], 0);
 909                 else
 910                         isl_int_set(dst[i], src[dim_map->pos[i]]);
 911         }
 912 }
 913
 914 static void copy_div_dim_map(isl_int *dst, isl_int *src,
 915                                         struct isl_dim_map *dim_map)
 916 {
 917         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 918         copy_constraint_dim_map(dst+1, src+1, dim_map);
 919 }
 920
 921 static struct isl_basic_map *add_constraints_dim_map(struct isl_basic_map *dst,
 922                 struct isl_basic_map *src, struct isl_dim_map *dim_map)
 923 {
 924         int i;
 925
 926         if (!src || !dst || !dim_map)
 927                 goto error;
 928
 929         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 930                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 931                 if (i1 < 0)
 932                         goto error;
 933                 copy_constraint_dim_map(dst->eq[i1], src->eq[i], dim_map);
 934         }
 935
 936         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 937                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 938                 if (i1 < 0)
 939                         goto error;
 940                 copy_constraint_dim_map(dst->ineq[i1], src->ineq[i], dim_map);
 941         }
 942
 943         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 944                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 945                 if (i1 < 0)
 946                         goto error;
 947                 copy_div_dim_map(dst->div[i1], src->div[i], dim_map);
 948         }
 949
 950         free(dim_map);
 951         isl_basic_map_free(src);
 952
 953         return dst;
 954 error:
 955         free(dim_map);
 956         isl_basic_map_free(src);
 957         isl_basic_map_free(dst);
 958         return NULL;
 959 }
 960
 961 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
 962                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
 963 {
 964         return (struct isl_basic_set *)
 965                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
 966                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
 967 }
 968
 969 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
 970                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
 971                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 972 {
 973         struct isl_basic_map *ext;
 974         unsigned flags;
 975         int dims_ok;
 976
 977         if (!dim)
 978                 goto error;
 979
 980         if (!base)
 981                 goto error;
 982
 983         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
 984                   base->extra >= base->n_div + extra;
 985
 986         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
 987                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
 988                 isl_dim_free(dim);
 989                 return base;
 990         }
 991
 992         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
 993         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
 994         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
 995         extra += base->extra;
 996         n_eq += base->n_eq;
 997         n_ineq += base->n_ineq;
 998
 999         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1000         dim = NULL;
1001         if (!ext)
1002                 goto error;
1003
1004         if (dims_ok)
1005                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1006         flags = base->flags;
1007         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1008         if (ext) {
1009                 ext->flags = flags;
1010                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1011         }
1012
1013         return ext;
1014
1015 error:
1016         isl_dim_free(dim);
1017         isl_basic_map_free(base);
1018         return NULL;
1019 }
1020
1021 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1022                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1023                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1024 {
1025         return (struct isl_basic_set *)
1026                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1027                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1028 }
1029
1030 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1031                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1032 {
1033         if (!base)
1034                 return NULL;
1035         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1036                                         0, n_eq, n_ineq);
1037 }
1038
1039 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1040                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1041                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1042 {
1043         struct isl_basic_map *bmap;
1044         struct isl_dim *dim;
1045
1046         if (!base)
1047                 return NULL;
1048         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1049         if (!dim)
1050                 goto error;
1051
1052         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1053         return bmap;
1054 error:
1055         isl_basic_map_free(base);
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1060                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1061                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1062 {
1063         return (struct isl_basic_set *)
1064                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1065                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1066 }
1067
1068 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1069                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1070 {
1071         return (struct isl_basic_set *)
1072                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1073                                                     n_eq, n_ineq);
1074 }
1075
1076 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1077 {
1078         return (struct isl_basic_set *)
1079                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1080 }
1081
1082 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1083 {
1084         if (!bmap)
1085                 return NULL;
1086
1087         if (bmap->ref > 1) {
1088                 bmap->ref--;
1089                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1090         }
1091         if (bmap)
1092                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1093         return bmap;
1094 }
1095
1096 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1097 {
1098         if (!set)
1099                 return NULL;
1100
1101         if (set->ref == 1)
1102                 return set;
1103         set->ref--;
1104         return isl_set_dup(set);
1105 }
1106
1107 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1108 {
1109         if (!map)
1110                 return NULL;
1111
1112         if (map->ref == 1)
1113                 return map;
1114         map->ref--;
1115         return isl_map_dup(map);
1116 }
1117
1118 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1119                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1120 {
1121         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1122         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1123         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1124 }
1125
1126 struct isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1127                 struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1128 {
1129         int i;
1130         struct isl_blk blk;
1131         unsigned dim;
1132         unsigned nparam;
1133
1134         if (!bset)
1135                 goto error;
1136
1137         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1138         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1139         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1140
1141         if (n == dim)
1142                 return bset;
1143
1144         bset = isl_basic_set_cow(bset);
1145         if (!bset)
1146                 return NULL;
1147
1148         blk = isl_blk_alloc(bset->ctx, dim);
1149         if (isl_blk_is_error(blk))
1150                 goto error;
1151
1152         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1153                 swap_vars(blk,
1154                           bset->eq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1155
1156         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1157                 swap_vars(blk,
1158                           bset->ineq[i]+1+nparam, n, dim - n);
1159
1160         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i)
1161                 swap_vars(blk,
1162                           bset->div[i]+1+1+nparam, n, dim - n);
1163
1164         isl_blk_free(bset->ctx, blk);
1165
1166         ISL_F_CLR(bset, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1167         return isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
1168 error:
1169         isl_basic_set_free(bset);
1170         return NULL;
1171 }
1172
1173 struct isl_set *isl_set_swap_vars(struct isl_set *set, unsigned n)
1174 {
1175         int i;
1176         set = isl_set_cow(set);
1177         if (!set)
1178                 return NULL;
1179
1180         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1181                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1182                 if (!set->p[i]) {
1183                         isl_set_free(set);
1184                         return NULL;
1185                 }
1186         }
1187         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1188         return set;
1189 }
1190
1191 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1192 {
1193         int i = 0;
1194         unsigned total;
1195         if (!bmap)
1196                 goto error;
1197         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1198         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1199         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1200         if (bmap->n_eq > 0)
1201                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1202         else {
1203                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1204                 if (i < 0)
1205                         goto error;
1206         }
1207         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1208         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1209         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1210         isl_vec_free(bmap->sample);
1211         bmap->sample = NULL;
1212         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1213 error:
1214         isl_basic_map_free(bmap);
1215         return NULL;
1216 }
1217
1218 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1219 {
1220         return (struct isl_basic_set *)
1221                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1222 }
1223
1224 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1225 {
1226         int i;
1227         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1228         isl_int *t = bmap->div[a];
1229         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1230         bmap->div[b] = t;
1231
1232         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1233                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1234
1235         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1236                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1237
1238         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1239                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1240         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1241 }
1242
1243 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1244  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1245  * are not removed.
1246  */
1247 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1248         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1249 {
1250         int i;
1251
1252         if (!map)
1253                 return NULL;
1254         if (n == 0)
1255                 return map;
1256
1257         map = isl_map_cow(map);
1258         if (!map)
1259                 return NULL;
1260         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1261         first += pos(map->dim, type) - 1;
1262
1263         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1264                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1265                 if (!map->p[i])
1266                         goto error;
1267         }
1268         return map;
1269 error:
1270         isl_map_free(map);
1271         return NULL;
1272 }
1273
1274 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1275  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1276  * are not removed.
1277  */
1278 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1279         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1280 {
1281         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1282 }
1283
1284 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1285  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1286  * are not removed.
1287  */
1288 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1289         unsigned first, unsigned n)
1290 {
1291         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1292 }
1293
1294 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1295 struct isl_set *isl_set_remove_dims(struct isl_set *set,
1296         unsigned first, unsigned n)
1297 {
1298         set = isl_set_eliminate_dims(set, first, n);
1299         set = isl_set_drop_dims(set, first, n);
1300         return set;
1301 }
1302
1303 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(struct isl_basic_set *bset)
1304 {
1305         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, isl_dim_total(bset->dim),
1306                                                 bset->n_div);
1307         if (!bset)
1308                 return NULL;
1309         bset->n_div = 0;
1310         return bset;
1311 }
1312
1313 struct isl_set *isl_set_remove_divs(struct isl_set *set)
1314 {
1315         int i;
1316
1317         if (!set)
1318                 return NULL;
1319         if (set->n == 0)
1320                 return set;
1321
1322         set = isl_set_cow(set);
1323         if (!set)
1324                 return NULL;
1325
1326         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1327                 set->p[i] = isl_basic_set_remove_divs(set->p[i]);
1328                 if (!set->p[i])
1329                         goto error;
1330         }
1331         return set;
1332 error:
1333         isl_set_free(set);
1334         return NULL;
1335 }
1336
1337 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove(struct isl_basic_map *bmap,
1338         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1339 {
1340         if (!bmap)
1341                 return NULL;
1342         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1343                         goto error);
1344         if (n == 0)
1345                 return bmap;
1346         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1347                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1348         if (!bmap)
1349                 return bmap;
1350         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1351                 return bmap;
1352         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1353         return bmap;
1354 error:
1355         isl_basic_map_free(bmap);
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove(__isl_take isl_basic_set *bset,
1360         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1361 {
1362         return (isl_basic_set *)
1363                 isl_basic_map_remove((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1364 }
1365
1366 struct isl_map *isl_map_remove(struct isl_map *map,
1367         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1368 {
1369         int i;
1370
1371         if (n == 0)
1372                 return map;
1373
1374         map = isl_map_cow(map);
1375         if (!map)
1376                 return NULL;
1377         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1378
1379         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1380                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1381                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1382                 if (!map->p[i])
1383                         goto error;
1384         }
1385         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1386         return map;
1387 error:
1388         isl_map_free(map);
1389         return NULL;
1390 }
1391
1392 __isl_give isl_set *isl_set_remove(__isl_take isl_set *bset,
1393         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1394 {
1395         return (isl_set *)isl_map_remove((isl_map *)bset, type, first, n);
1396 }
1397
1398 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1399 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1400         unsigned first, unsigned n)
1401 {
1402         return isl_map_remove(map, isl_dim_in, first, n);
1403 }
1404
1405 /* Project out n dimensions starting at first using Fourier-Motzkin */
1406 struct isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(struct isl_basic_set *bset,
1407         unsigned first, unsigned n)
1408 {
1409         unsigned nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1410         bset = isl_basic_set_eliminate_vars(bset, nparam + first, n);
1411         bset = isl_basic_set_drop_dims(bset, first, n);
1412         return bset;
1413 }
1414
1415 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1416                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1417 {
1418         const char *name;
1419         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1420         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1421         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1422         if (!pos)
1423                 isl_int_print(out, c, 0);
1424         else {
1425                 if (!isl_int_is_one(c))
1426                         isl_int_print(out, c, 0);
1427                 if (pos < 1 + nparam) {
1428                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1429                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1430                         if (name)
1431                                 fprintf(out, "%s", name);
1432                         else
1433                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1434                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1435                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1436                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1437                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1438                 else
1439                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1440         }
1441 }
1442
1443 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1444                                 int sign, FILE *out)
1445 {
1446         int i;
1447         int first;
1448         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1449         isl_int v;
1450
1451         isl_int_init(v);
1452         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1453                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1454                         continue;
1455                 if (!first)
1456                         fprintf(out, " + ");
1457                 first = 0;
1458                 isl_int_abs(v, c[i]);
1459                 dump_term(bmap, v, i, out);
1460         }
1461         isl_int_clear(v);
1462         if (first)
1463                 fprintf(out, "0");
1464 }
1465
1466 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1467                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1468 {
1469         int i;
1470
1471         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1472
1473         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1474         fprintf(out, " %s ", op);
1475         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1476
1477         fprintf(out, "\n");
1478
1479         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1480                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1481                         continue;
1482                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1483                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1484                 abort();
1485         }
1486 }
1487
1488 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1489                                 isl_int **c, unsigned n,
1490                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1491 {
1492         int i;
1493
1494         for (i = 0; i < n; ++i)
1495                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1496 }
1497
1498 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1499 {
1500         int j;
1501         int first = 1;
1502         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1503
1504         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1505                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1506                         continue;
1507                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1508                         fprintf(out, "+");
1509                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1510                 first = 0;
1511         }
1512 }
1513
1514 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1515 {
1516         int i;
1517
1518         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1519         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1520
1521         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1522                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1523                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1524                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1525                 fprintf(out, ")/");
1526                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1527                 fprintf(out, "]\n");
1528         }
1529 }
1530
1531 void isl_basic_set_dump(struct isl_basic_set *bset, FILE *out, int indent)
1532 {
1533         if (!bset) {
1534                 fprintf(out, "null basic set\n");
1535                 return;
1536         }
1537
1538         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1539         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1540                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1541                         bset->extra, bset->flags);
1542         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1543 }
1544
1545 void isl_basic_map_dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1546 {
1547         if (!bmap) {
1548                 fprintf(out, "null basic map\n");
1549                 return;
1550         }
1551
1552         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1553         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1554                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1555                 bmap->ref,
1556                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1557                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1558         dump(bmap, out, indent);
1559 }
1560
1561 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1562 {
1563         unsigned total;
1564         if (!bmap)
1565                 return -1;
1566         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1567         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1568         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1569         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1570         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1571         return 0;
1572 }
1573
1574 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1575 {
1576         struct isl_set *set;
1577
1578         if (!dim)
1579                 return NULL;
1580         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, return NULL);
1581         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
1582         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1583                         sizeof(struct isl_set) +
1584                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1585         if (!set)
1586                 goto error;
1587
1588         set->ctx = dim->ctx;
1589         isl_ctx_ref(set->ctx);
1590         set->ref = 1;
1591         set->size = n;
1592         set->n = 0;
1593         set->dim = dim;
1594         set->flags = flags;
1595         return set;
1596 error:
1597         isl_dim_free(dim);
1598         return NULL;
1599 }
1600
1601 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1602                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1603 {
1604         struct isl_set *set;
1605         struct isl_dim *dims;
1606
1607         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1608         if (!dims)
1609                 return NULL;
1610
1611         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1612         return set;
1613 }
1614
1615 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1616  */
1617 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1618 {
1619         int i;
1620         struct isl_map *grown = NULL;
1621
1622         if (!map)
1623                 return NULL;
1624         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1625         if (map->n + n <= map->size)
1626                 return map;
1627         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1628         if (!grown)
1629                 goto error;
1630         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1631                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1632                 if (!grown->p[i])
1633                         goto error;
1634                 grown->n++;
1635         }
1636         isl_map_free(map);
1637         return grown;
1638 error:
1639         isl_map_free(grown);
1640         isl_map_free(map);
1641         return NULL;
1642 }
1643
1644 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1645  */
1646 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1647 {
1648         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1649 }
1650
1651 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1652 {
1653         int i;
1654         struct isl_set *dup;
1655
1656         if (!set)
1657                 return NULL;
1658
1659         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1660         if (!dup)
1661                 return NULL;
1662         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1663                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1664         return dup;
1665 }
1666
1667 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1668 {
1669         struct isl_set *set;
1670
1671         if (!bset)
1672                 return NULL;
1673
1674         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(bset->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1675         if (!set) {
1676                 isl_basic_set_free(bset);
1677                 return NULL;
1678         }
1679         return isl_set_add_basic_set(set, bset);
1680 }
1681
1682 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1683 {
1684         struct isl_map *map;
1685
1686         if (!bmap)
1687                 return NULL;
1688
1689         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1690         if (!map) {
1691                 isl_basic_map_free(bmap);
1692                 return NULL;
1693         }
1694         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1695 }
1696
1697 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1698                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1699 {
1700         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1701                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1702 }
1703
1704 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1705 {
1706         int i;
1707
1708         if (!set)
1709                 return;
1710
1711         if (--set->ref > 0)
1712                 return;
1713
1714         isl_ctx_deref(set->ctx);
1715         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1716                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1717         isl_dim_free(set->dim);
1718         free(set);
1719 }
1720
1721 void isl_set_dump(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
1722 {
1723         int i;
1724
1725         if (!set) {
1726                 fprintf(out, "null set\n");
1727                 return;
1728         }
1729
1730         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1731         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
1732                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
1733                         set->flags);
1734         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1735                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1736                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
1737                 isl_basic_set_dump(set->p[i], out, indent+4);
1738         }
1739 }
1740
1741 void isl_map_dump(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
1742 {
1743         int i;
1744
1745         if (!map) {
1746                 fprintf(out, "null map\n");
1747                 return;
1748         }
1749
1750         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1751         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
1752                      "flags: %x, n_name: %d\n",
1753                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
1754                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
1755         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1756                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1757                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
1758                 isl_basic_map_dump(map->p[i], out, indent+4);
1759         }
1760 }
1761
1762 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
1763                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1764 {
1765         struct isl_basic_map *bmap_domain;
1766         struct isl_dim *dim;
1767
1768         if (!bmap || !bset)
1769                 goto error;
1770
1771         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1772                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1773
1774         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1775                 isl_assert(bset->ctx,
1776                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
1777
1778         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1779         if (!bmap)
1780                 goto error;
1781         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1782                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1783         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bset->dim));
1784         bmap_domain = isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
1785         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
1786
1787         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1788         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1789 error:
1790         isl_basic_map_free(bmap);
1791         isl_basic_set_free(bset);
1792         return NULL;
1793 }
1794
1795 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
1796                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
1797 {
1798         struct isl_basic_map *bmap_range;
1799
1800         if (!bmap || !bset)
1801                 goto error;
1802
1803         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
1804                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
1805
1806         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
1807                 isl_assert(bset->ctx,
1808                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
1809
1810         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1811         if (!bmap)
1812                 goto error;
1813         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
1814                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
1815         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
1816         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
1817
1818         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
1819         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1820 error:
1821         isl_basic_map_free(bmap);
1822         isl_basic_set_free(bset);
1823         return NULL;
1824 }
1825
1826 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
1827 {
1828         int i;
1829         unsigned total;
1830         isl_int s;
1831
1832         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1833         if (total != vec->size)
1834                 return -1;
1835
1836         isl_int_init(s);
1837
1838         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
1839                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
1840                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
1841                         isl_int_clear(s);
1842                         return 0;
1843                 }
1844         }
1845
1846         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
1847                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
1848                 if (isl_int_is_neg(s)) {
1849                         isl_int_clear(s);
1850                         return 0;
1851                 }
1852         }
1853
1854         isl_int_clear(s);
1855
1856         return 1;
1857 }
1858
1859 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
1860 {
1861         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
1862 }
1863
1864 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
1865                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
1866 {
1867         struct isl_vec *sample = NULL;
1868
1869         if (!bmap1 || !bmap2)
1870                 goto error;
1871
1872         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
1873                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
1874         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
1875                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
1876             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1877                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1878                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
1879
1880         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
1881                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
1882                 isl_assert(bmap1->ctx,
1883                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
1884
1885         if (bmap1->sample &&
1886             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
1887             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
1888                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
1889         else if (bmap2->sample &&
1890             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
1891             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
1892                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
1893
1894         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
1895         if (!bmap1)
1896                 goto error;
1897         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
1898                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
1899         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
1900
1901         if (!bmap1)
1902                 isl_vec_free(sample);
1903         else if (sample) {
1904                 isl_vec_free(bmap1->sample);
1905                 bmap1->sample = sample;
1906         }
1907
1908         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
1909         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
1910 error:
1911         if (sample)
1912                 isl_vec_free(sample);
1913         isl_basic_map_free(bmap1);
1914         isl_basic_map_free(bmap2);
1915         return NULL;
1916 }
1917
1918 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
1919                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
1920 {
1921         return (struct isl_basic_set *)
1922                 isl_basic_map_intersect(
1923                         (struct isl_basic_map *)bset1,
1924                         (struct isl_basic_map *)bset2);
1925 }
1926
1927 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
1928  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
1929  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
1930  * added to the other map.
1931  */
1932 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
1933         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
1934 {
1935         struct isl_basic_map *bmap1;
1936         struct isl_basic_map *bmap2;
1937
1938         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
1939         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
1940         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1941         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
1942
1943         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
1944                 return isl_map_intersect(map2, map1);
1945
1946         isl_assert(map2->ctx,
1947                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
1948
1949         map1 = isl_map_cow(map1);
1950         if (!map1)
1951                 goto error;
1952         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1953                 isl_map_free(map2);
1954                 return map1;
1955         }
1956         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
1957         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
1958                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
1959         else
1960                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
1961                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
1962
1963         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
1964         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
1965         if (!map1->p[0])
1966                 goto error;
1967
1968         if (isl_basic_map_fast_is_empty(map1->p[0])) {
1969                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
1970                 map1->n = 0;
1971         }
1972
1973         isl_map_free(map2);
1974
1975         return map1;
1976 error:
1977         isl_map_free(map1);
1978         isl_map_free(map2);
1979         return NULL;
1980 }
1981
1982 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
1983 {
1984         unsigned flags = 0;
1985         struct isl_map *result;
1986         int i, j;
1987
1988         if (!map1 || !map2)
1989                 goto error;
1990
1991         if (isl_map_fast_is_empty(map1)) {
1992                 isl_map_free(map2);
1993                 return map1;
1994         }
1995         if (isl_map_fast_is_empty(map2)) {
1996                 isl_map_free(map1);
1997                 return map2;
1998         }
1999
2000         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2001             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2002             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2003             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2004              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2005                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2006         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2007                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2008         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2009                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2010             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2011                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2012
2013         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2014                 isl_assert(map1->ctx,
2015                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2016
2017         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2018             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2019                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2020
2021         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2022                                 map1->n * map2->n, flags);
2023         if (!result)
2024                 goto error;
2025         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2026                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2027                         struct isl_basic_map *part;
2028                         part = isl_basic_map_intersect(
2029                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2030                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2031                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2032                                 isl_basic_map_free(part);
2033                         else
2034                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2035                         if (!result)
2036                                 goto error;
2037                 }
2038         isl_map_free(map1);
2039         isl_map_free(map2);
2040         return result;
2041 error:
2042         isl_map_free(map1);
2043         isl_map_free(map2);
2044         return NULL;
2045 }
2046
2047 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2048 {
2049         return (struct isl_set *)
2050                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2051                                   (struct isl_map *)set2);
2052 }
2053
2054 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2055 {
2056         struct isl_dim *dim;
2057         struct isl_basic_set *bset;
2058         unsigned in;
2059
2060         if (!bmap)
2061                 return NULL;
2062         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2063         if (!bmap)
2064                 return NULL;
2065         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2066         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2067         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2068         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2069         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2070 }
2071
2072 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2073                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2074 {
2075         struct isl_dim *res_dim;
2076         struct isl_basic_map *res;
2077         struct isl_dim_map *dim_map;
2078         unsigned total, off;
2079         enum isl_dim_type t;
2080
2081         if (n == 0)
2082                 return bmap;
2083
2084         if (!bmap)
2085                 return NULL;
2086
2087         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2088
2089         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2090         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2091         off = 0;
2092         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2093                 if (t != type) {
2094                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2095                 } else {
2096                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2097                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2098                                                 0, pos, off);
2099                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2100                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2101                 }
2102                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2103         }
2104         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2105
2106         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2107                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2108         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2109         res = isl_basic_map_simplify(res);
2110         return isl_basic_map_finalize(res);
2111 }
2112
2113 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2114                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2115 {
2116         if (!bmap)
2117                 return NULL;
2118         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2119                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2120 }
2121
2122 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2123                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2124 {
2125         if (!bset)
2126                 return NULL;
2127         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2128         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2129 error:
2130         isl_basic_set_free(bset);
2131         return NULL;
2132 }
2133
2134 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2135                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2136 {
2137         int i;
2138
2139         if (n == 0)
2140                 return map;
2141
2142         map = isl_map_cow(map);
2143         if (!map)
2144                 return NULL;
2145
2146         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2147         if (!map->dim)
2148                 goto error;
2149
2150         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2151                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2152                 if (!map->p[i])
2153                         goto error;
2154         }
2155
2156         return map;
2157 error:
2158         isl_map_free(map);
2159         return NULL;
2160 }
2161
2162 __isl_give isl_map *isl_map_add(__isl_take isl_map *map,
2163                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2164 {
2165         if (!map)
2166                 return NULL;
2167         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2168 }
2169
2170 __isl_give isl_set *isl_set_add(__isl_take isl_set *set,
2171                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2172 {
2173         if (!set)
2174                 return NULL;
2175         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2176         return (isl_set *)isl_map_add((isl_map *)set, type, n);
2177 error:
2178         isl_set_free(set);
2179         return NULL;
2180 }
2181
2182 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2183         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2184         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2185         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2186 {
2187         int i;
2188         struct isl_dim_map *dim_map;
2189         struct isl_basic_map *res;
2190         enum isl_dim_type t;
2191         unsigned total, off;
2192
2193         if (!bmap)
2194                 return NULL;
2195         if (n == 0)
2196                 return bmap;
2197
2198         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2199                 goto error);
2200
2201         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2202                 return bmap;
2203
2204         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2205
2206         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2207             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2208                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2209                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2210                 if (!bmap)
2211                         return NULL;
2212
2213                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2214                                                 src_type, src_pos, n);
2215                 if (!bmap->dim)
2216                         goto error;
2217
2218                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2219
2220                 return bmap;
2221         }
2222
2223         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2224         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2225
2226         off = 0;
2227         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2228                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2229                 if (t == dst_type) {
2230                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2231                                             0, dst_pos, off);
2232                         off += dst_pos;
2233                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2234                                             src_pos, n, off);
2235                         off += n;
2236                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2237                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2238                         off += size - dst_pos;
2239                 } else if (t == src_type) {
2240                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2241                                             0, src_pos, off);
2242                         off += src_pos;
2243                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2244                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2245                         off += size - src_pos - n;
2246                 } else {
2247                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2248                         off += size;
2249                 }
2250         }
2251         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2252
2253         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2254                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2255         bmap = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2256
2257         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2258                                         src_type, src_pos, n);
2259         if (!bmap->dim)
2260                 goto error;
2261
2262         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2263         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2264         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2265
2266         return bmap;
2267 error:
2268         isl_basic_map_free(bmap);
2269         return NULL;
2270 }
2271
2272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2273         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2274         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2275 {
2276         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2277                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2278 }
2279
2280 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2281         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2282         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2283 {
2284         if (!set)
2285                 return NULL;
2286         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2287         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2288                                         src_type, src_pos, n);
2289 error:
2290         isl_set_free(set);
2291         return NULL;
2292 }
2293
2294 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2295         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2296         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2297 {
2298         int i;
2299
2300         if (!map)
2301                 return NULL;
2302         if (n == 0)
2303                 return map;
2304
2305         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2306                 goto error);
2307
2308         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2309                 return map;
2310
2311         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2312
2313         map = isl_map_cow(map);
2314         if (!map)
2315                 return NULL;
2316
2317         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2318         if (!map->dim)
2319                 goto error;
2320
2321         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2322                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2323                                                 dst_type, dst_pos,
2324                                                 src_type, src_pos, n);
2325                 if (!map->p[i])
2326                         goto error;
2327         }
2328
2329         return map;
2330 error:
2331         isl_map_free(map);
2332         return NULL;
2333 }
2334
2335 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2336  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2337  * That's the responsibility of the caller.
2338  */
2339 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2340         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2341 {
2342         struct isl_dim_map *dim_map;
2343         struct isl_basic_map *res;
2344         enum isl_dim_type t;
2345         unsigned total, off;
2346
2347         if (!bmap)
2348                 return NULL;
2349         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2350                 return bmap;
2351
2352         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2353         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2354
2355         off = 0;
2356         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2357                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2358                 if (t == type) {
2359                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2360                                             0, first, off);
2361                         off += first;
2362                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2363                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2364                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2365                                             first + n, size - (first + n), off);
2366                         off += size - (first + n);
2367                 } else {
2368                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2369                         off += size;
2370                 }
2371         }
2372         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2373
2374         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2375                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2376         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2377         return res;
2378 }
2379
2380 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2381  * into existentially quantified variables.
2382  */
2383 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2384                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2385                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2386 {
2387         int i;
2388         size_t row_size;
2389         isl_int **new_div;
2390         isl_int *old;
2391
2392         if (n == 0)
2393                 return bmap;
2394
2395         if (!bmap)
2396                 return NULL;
2397
2398         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2399                 return isl_basic_map_remove(bmap, type, first, n);
2400
2401         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2402                         goto error);
2403
2404         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2405         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2406         if (!bmap)
2407                 return NULL;
2408
2409         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2410         old = bmap->block2.data;
2411         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2412                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2413         if (!bmap->block2.data)
2414                 goto error;
2415         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2416         if (!new_div)
2417                 goto error;
2418         for (i = 0; i < n; ++i) {
2419                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2420                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2421                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2422         }
2423         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2424                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2425         free(bmap->div);
2426         bmap->div = new_div;
2427         bmap->n_div += n;
2428         bmap->extra += n;
2429
2430         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2431         if (!bmap->dim)
2432                 goto error;
2433         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2434         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2435         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2436 error:
2437         isl_basic_map_free(bmap);
2438         return NULL;
2439 }
2440
2441 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2442  * into existentially quantified variables.
2443  */
2444 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2445                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2446 {
2447         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2448                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2449 }
2450
2451 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2452  * into existentially quantified variables.
2453  */
2454 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2455                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2456 {
2457         int i;
2458
2459         if (!map)
2460                 return NULL;
2461
2462         if (n == 0)
2463                 return map;
2464
2465         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2466
2467         map = isl_map_cow(map);
2468         if (!map)
2469                 return NULL;
2470
2471         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2472         if (!map->dim)
2473                 goto error;
2474
2475         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2476                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2477                 if (!map->p[i])
2478                         goto error;
2479         }
2480
2481         return map;
2482 error:
2483         isl_map_free(map);
2484         return NULL;
2485 }
2486
2487 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2488  * into existentially quantified variables.
2489  */
2490 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2491                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2492 {
2493         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2494 }
2495
2496 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2497 {
2498         int i, j;
2499
2500         for (i = 0; i < n; ++i) {
2501                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2502                 if (j < 0)
2503                         goto error;
2504                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2505         }
2506         return bmap;
2507 error:
2508         isl_basic_map_free(bmap);
2509         return NULL;
2510 }
2511
2512 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2513                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2514 {
2515         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2516         struct isl_basic_map *bmap;
2517         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2518         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2519
2520         if (!bmap1 || !bmap2)
2521                 goto error;
2522
2523         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2524                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2525
2526         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2527         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2528         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2529         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2530
2531         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2532         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2533         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2534         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2535         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2536         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2537         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2538         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2539         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2540         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2541         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2542
2543         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2544                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2545                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2546                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2547         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2548         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2549         bmap = add_divs(bmap, n);
2550         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2551         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2552         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2553 error:
2554         isl_basic_map_free(bmap1);
2555         isl_basic_map_free(bmap2);
2556         return NULL;
2557 }
2558
2559 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2560                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2561 {
2562         if (!bset || !bmap)
2563                 goto error;
2564
2565         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2566                     goto error);
2567
2568         return (struct isl_basic_set *)
2569                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2570 error:
2571         isl_basic_set_free(bset);
2572         isl_basic_map_free(bmap);
2573         return NULL;
2574 }
2575
2576 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2577                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2578 {
2579         if (!bmap1 || !bmap2)
2580                 goto error;
2581
2582         isl_assert(bmap1->ctx,
2583             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2584         isl_assert(bmap1->ctx,
2585             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2586             goto error);
2587
2588         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2589         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2590         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2591 error:
2592         isl_basic_map_free(bmap1);
2593         isl_basic_map_free(bmap2);
2594         return NULL;
2595 }
2596
2597 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2598  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2599  */
2600 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2601                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2602 {
2603         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2604         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2605         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2606         int i;
2607
2608         if (!bmap1 || !bmap2)
2609                 goto error;
2610
2611         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2612                 goto error);
2613
2614         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2615         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2616         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2617
2618         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2619         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2620         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2621         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2622         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2623         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2624         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2625         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2626         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2627         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2628         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2629
2630         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2631                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2632                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2633                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2634         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2635                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2636                 if (j < 0)
2637                         goto error;
2638                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2639                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2640                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2641                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2642         }
2643         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2644         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2645         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2646
2647         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2648         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2649 error:
2650         isl_basic_map_free(bmap);
2651         isl_basic_map_free(bmap1);
2652         isl_basic_map_free(bmap2);
2653         return NULL;
2654 }
2655
2656 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2657  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2658  */
2659 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2660 {
2661         struct isl_map *result;
2662         int i, j;
2663
2664         if (!map1 || !map2)
2665                 goto error;
2666
2667         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2668
2669         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2670                                 map1->n * map2->n, 0);
2671         if (!result)
2672                 goto error;
2673         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2674                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2675                         struct isl_basic_map *part;
2676                         part = isl_basic_map_sum(
2677                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2678                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2679                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2680                                 isl_basic_map_free(part);
2681                         else
2682                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2683                         if (!result)
2684                                 goto error;
2685                 }
2686         isl_map_free(map1);
2687         isl_map_free(map2);
2688         return result;
2689 error:
2690         isl_map_free(map1);
2691         isl_map_free(map2);
2692         return NULL;
2693 }
2694
2695 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2696         __isl_take isl_set *set2)
2697 {
2698         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2699 }
2700
2701 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2702  */
2703 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2704 {
2705         int i, j;
2706         unsigned off, n;
2707
2708         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2709         if (!bmap)
2710                 return NULL;
2711
2712         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2713         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
2714         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2715                 for (j = 0; j < n; ++j)
2716                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
2717         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2718                 for (j = 0; j < n; ++j)
2719                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
2720         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
2721                 for (j = 0; j < n; ++j)
2722                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
2723         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2724 }
2725
2726 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2727  */
2728 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2729 {
2730         int i;
2731
2732         map = isl_map_cow(map);
2733         if (!map)
2734                 return NULL;
2735
2736         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2737                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
2738                 if (!map->p[i])
2739                         goto error;
2740         }
2741
2742         return map;
2743 error:
2744         isl_map_free(map);
2745         return NULL;
2746 }
2747
2748 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
2749 {
2750         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
2751 }
2752
2753 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
2754  * A -> floor(f(A)/d).
2755  */
2756 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
2757                 isl_int d)
2758 {
2759         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2760         struct isl_basic_map *result = NULL;
2761         struct isl_dim_map *dim_map;
2762         int i;
2763
2764         if (!bmap)
2765                 return NULL;
2766
2767         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2768         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2769         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2770
2771         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
2772         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2773         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2774         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2775         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
2776         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
2777
2778         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
2779                         bmap->n_div + n_out,
2780                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
2781         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
2782         result = add_divs(result, n_out);
2783         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2784                 int j;
2785                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2786                 if (j < 0)
2787                         goto error;
2788                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2789                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2790                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
2791                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
2792                 if (j < 0)
2793                         goto error;
2794                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
2795                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
2796                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
2797                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
2798         }
2799
2800         result = isl_basic_map_simplify(result);
2801         return isl_basic_map_finalize(result);
2802 error:
2803         isl_basic_map_free(result);
2804         return NULL;
2805 }
2806
2807 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
2808  * A -> floor(f(A)/d).
2809  */
2810 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
2811 {
2812         int i;
2813
2814         map = isl_map_cow(map);
2815         if (!map)
2816                 return NULL;
2817
2818         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
2819         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2820         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2821                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
2822                 if (!map->p[i])
2823                         goto error;
2824         }
2825
2826         return map;
2827 error:
2828         isl_map_free(map);
2829         return NULL;
2830 }
2831
2832 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2833 {
2834         int i;
2835         unsigned nparam;
2836         unsigned n_in;
2837
2838         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2839         if (i < 0)
2840                 goto error;
2841         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2842         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2843         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2844         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
2845         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2846         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2847 error:
2848         isl_basic_map_free(bmap);
2849         return NULL;
2850 }
2851
2852 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
2853  */
2854 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2855 {
2856         int i;
2857         unsigned nparam;
2858         unsigned n_in;
2859
2860         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2861         if (i < 0)
2862                 goto error;
2863         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2864         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2865         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2866         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2867         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2868         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2869         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2870 error:
2871         isl_basic_map_free(bmap);
2872         return NULL;
2873 }
2874
2875 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
2876  */
2877 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
2878         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2879 {
2880         int i;
2881         unsigned nparam;
2882         unsigned n_in;
2883
2884         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2885         if (i < 0)
2886                 goto error;
2887         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2888         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2889         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2890         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
2891         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
2892         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2893 error:
2894         isl_basic_map_free(bmap);
2895         return NULL;
2896 }
2897
2898 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
2899  */
2900 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2901 {
2902         int i;
2903         unsigned nparam;
2904         unsigned n_in;
2905
2906         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2907         if (i < 0)
2908                 goto error;
2909         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2910         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2911         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2912         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
2913         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2914         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2915         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2916 error:
2917         isl_basic_map_free(bmap);
2918         return NULL;
2919 }
2920
2921 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
2922  */
2923 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
2924         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2925 {
2926         int i;
2927         unsigned nparam;
2928         unsigned n_in;
2929
2930         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
2931         if (i < 0)
2932                 goto error;
2933         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2934         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2935         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
2936         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
2937         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
2938         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2939 error:
2940         isl_basic_map_free(bmap);
2941         return NULL;
2942 }
2943
2944 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
2945 {
2946         int i;
2947         struct isl_basic_map *bmap;
2948         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
2949         if (!bmap)
2950                 return NULL;
2951         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
2952                 bmap = var_equal(bmap, i);
2953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2954 }
2955
2956 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
2957  */
2958 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2959 {
2960         int i;
2961         struct isl_basic_map *bmap;
2962         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2963         if (!bmap)
2964                 return NULL;
2965         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2966                 bmap = var_equal(bmap, i);
2967         if (bmap)
2968                 bmap = var_less(bmap, pos);
2969         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2970 }
2971
2972 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
2973  */
2974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
2975         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
2976 {
2977         int i;
2978         isl_basic_map *bmap;
2979
2980         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2981         for (i = 0; i < pos; ++i)
2982                 bmap = var_equal(bmap, i);
2983         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
2984         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2985 }
2986
2987 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
2988  */
2989 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
2990 {
2991         int i;
2992         struct isl_basic_map *bmap;
2993         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
2994         if (!bmap)
2995                 return NULL;
2996         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
2997                 bmap = var_equal(bmap, i);
2998         if (bmap)
2999                 bmap = var_more(bmap, pos);
3000         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3001 }
3002
3003 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3004  */
3005 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3006         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3007 {
3008         int i;
3009         isl_basic_map *bmap;
3010
3011         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3012         for (i = 0; i < pos; ++i)
3013                 bmap = var_equal(bmap, i);
3014         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3015         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3016 }
3017
3018 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3019         unsigned n, int equal)
3020 {
3021         struct isl_map *map;
3022         int i;
3023
3024         if (n == 0 && equal)
3025                 return isl_map_universe(dims);
3026
3027         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3028
3029         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3030                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3031                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3032         if (n > 0) {
3033                 if (equal)
3034                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3035                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3036                 else
3037                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3038                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3039         } else
3040                 isl_dim_free(dims);
3041
3042         return map;
3043 }
3044
3045 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3046 {
3047         if (!dims)
3048                 return NULL;
3049         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3050 }
3051
3052 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3053 {
3054         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3058 {
3059         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3060 }
3061
3062 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3063 {
3064         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3065 }
3066
3067 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3068 {
3069         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3070 }
3071
3072 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3073         unsigned n, int equal)
3074 {
3075         struct isl_map *map;
3076         int i;
3077
3078         if (n == 0 && equal)
3079                 return isl_map_universe(dims);
3080
3081         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3082
3083         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3084                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3085                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3086         if (n > 0) {
3087                 if (equal)
3088                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3089                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3090                 else
3091                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3092                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3093         } else
3094                 isl_dim_free(dims);
3095
3096         return map;
3097 }
3098
3099 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3100 {
3101         if (!dims)
3102                 return NULL;
3103         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3104 }
3105
3106 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3107 {
3108         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3109 }
3110
3111 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3112 {
3113         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3114 }
3115
3116 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3117 {
3118         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3119 }
3120
3121 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3122 {
3123         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3124 }
3125
3126 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3127                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3128 {
3129         struct isl_basic_map *bmap;
3130
3131         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3132         if (!bset || !dim)
3133                 goto error;
3134
3135         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3136         isl_dim_free(bset->dim);
3137         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3138         bmap->dim = dim;
3139         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3140 error:
3141         isl_basic_set_free(bset);
3142         isl_dim_free(dim);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3147 {
3148         if (!bmap)
3149                 goto error;
3150         if (bmap->dim->n_in == 0)
3151                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3152         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3153         if (!bmap)
3154                 goto error;
3155         bmap->dim = isl_dim_cow(bmap->dim);
3156         if (!bmap->dim)
3157                 goto error;
3158         bmap->dim->n_out += bmap->dim->n_in;
3159         bmap->dim->n_in = 0;
3160         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3161         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3162 error:
3163         isl_basic_map_free(bmap);
3164         return NULL;
3165 }
3166
3167 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3168  *
3169  *              f - m d >= 0
3170  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3171  *
3172  * Note that the second constraint is the negation of
3173  *
3174  *              f - m d >= n
3175  */
3176 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3177         unsigned pos, isl_int *div)
3178 {
3179         int i, j;
3180         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3181
3182         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3183         if (i < 0)
3184                 return -1;
3185         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3186         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3187
3188         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3189         if (j < 0)
3190                 return -1;
3191         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3192         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3193         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3194         return j;
3195 }
3196
3197 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3198         unsigned pos, isl_int *div)
3199 {
3200         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3201                                                         pos, div);
3202 }
3203
3204 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3205 {
3206         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3207         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3208
3209         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3210                                                         bmap->div[div]);
3211 }
3212
3213 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3214                 struct isl_basic_map *bmap)
3215 {
3216         if (!bmap)
3217                 goto error;
3218         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 && bmap->n_div == 0)
3219                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3220         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3221         if (!bmap)
3222                 goto error;
3223         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3224         if (!bmap->dim)
3225                 goto error;
3226         bmap->extra -= bmap->n_div;
3227         bmap->n_div = 0;
3228         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3229         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3230 error:
3231         return NULL;
3232 }
3233
3234 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3235                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3236 {
3237         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3238 }
3239
3240 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3241         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3242 {
3243         struct isl_basic_map *bmap;
3244         struct isl_ctx *ctx;
3245         unsigned total;
3246         int i;
3247
3248         if (!bset || !like)
3249                 goto error;
3250         ctx = bset->ctx;
3251         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3252         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3253         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3254                         goto error);
3255         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3256                 isl_basic_map_free(like);
3257                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3258         }
3259         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3260         if (!bset)
3261                 goto error;
3262         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3263         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3264         isl_dim_free(bmap->dim);
3265         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3266         if (!bmap->dim)
3267                 goto error;
3268         bmap->n_div = like->n_div;
3269         bmap->extra += like->n_div;
3270         if (bmap->extra) {
3271                 unsigned ltotal;
3272                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3273                 if (ltotal > total)
3274                         ltotal = total;
3275                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3276                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3277                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3278                         goto error;
3279                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
3280                                                 bmap->extra);
3281                 if (!bmap->div)
3282                         goto error;
3283                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3284                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3285                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3286                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3287                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3288                 }
3289                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3290                                                         0, 2 * like->n_div);
3291                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3292                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3293                                 continue;
3294                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3295                                 goto error;
3296                 }
3297         }
3298         isl_basic_map_free(like);
3299         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3300         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3301         return bmap;
3302 error:
3303         isl_basic_map_free(like);
3304         isl_basic_set_free(bset);
3305         return NULL;
3306 }
3307
3308 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3309         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3310 {
3311         return (struct isl_basic_set *)
3312                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3313 }
3314
3315 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3316         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3317 {
3318         int i;
3319
3320         if (!set || !like)
3321                 goto error;
3322         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3323                     goto error);
3324         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3325                 isl_basic_set_free(like);
3326                 return set;
3327         }
3328         set = isl_set_cow(set);
3329         if (!set)
3330                 goto error;
3331         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3332                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3333                                                       isl_basic_set_copy(like));
3334                 if (!set->p[i])
3335                         goto error;
3336         }
3337         isl_dim_free(set->dim);
3338         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3339         if (!set->dim)
3340                 goto error;
3341         isl_basic_set_free(like);
3342         return set;
3343 error:
3344         isl_basic_set_free(like);
3345         isl_set_free(set);
3346         return NULL;
3347 }
3348
3349 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3350 {
3351         int i;
3352
3353         map = isl_map_cow(map);
3354         if (!map)
3355                 return NULL;
3356         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3357         if (!map->dim)
3358                 goto error;
3359
3360         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3361                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3362                                 goto error);
3363         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3364                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3365                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3366                 if (!map->p[i])
3367                         goto error;
3368         }
3369         if (map->n == 0)
3370                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3371         else {
3372                 isl_dim_free(map->dim);
3373                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3374         }
3375         if (!map->dim)
3376                 goto error;
3377         return (struct isl_set *)map;
3378 error:
3379         isl_map_free(map);
3380         return NULL;
3381 }
3382
3383 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3384 {
3385         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3386 }
3387
3388 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3389         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3390 {
3391         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3392         if (!bmap || !dim)
3393                 goto error;
3394
3395         isl_dim_free(bmap->dim);
3396         bmap->dim = dim;
3397
3398         return bmap;
3399 error:
3400         isl_basic_map_free(bmap);
3401         isl_dim_free(dim);
3402         return NULL;
3403 }
3404
3405 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3406         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3407 {
3408         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3409                                                         dim);
3410 }
3411
3412 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3413         __isl_take isl_dim *dim)
3414 {
3415         int i;
3416
3417         map = isl_map_cow(map);
3418         if (!map || !dim)
3419                 goto error;
3420
3421         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3422                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3423                                                     isl_dim_copy(dim));
3424                 if (!map->p[i])
3425                         goto error;
3426         }
3427         isl_dim_free(map->dim);
3428         map->dim = dim;
3429
3430         return map;
3431 error:
3432         isl_map_free(map);
3433         isl_dim_free(dim);
3434         return NULL;
3435 }
3436
3437 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3438         __isl_take isl_dim *dim)
3439 {
3440         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3441 }
3442
3443 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3444 {
3445         isl_dim *dim;
3446         struct isl_basic_set *domain;
3447         unsigned n_in;
3448         unsigned n_out;
3449
3450         if (!bmap)
3451                 return NULL;
3452         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3453
3454         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3455         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3456         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3457         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3458
3459         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3460
3461         return domain;
3462 }
3463
3464 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3465 {
3466         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3467 }
3468
3469 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3470 {
3471         int i;
3472         struct isl_set *set;
3473
3474         if (!map)
3475                 goto error;
3476         if (isl_map_dim(map, isl_dim_in) == 0)
3477                 return (isl_set *)map;
3478
3479         map = isl_map_cow(map);
3480         if (!map)
3481                 goto error;
3482
3483         set = (struct isl_set *) map;
3484         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3485         if (!set->dim)
3486                 goto error;
3487         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3488                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3489                 if (!set->p[i])
3490                         goto error;
3491         }
3492         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3493         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3494         return set;
3495 error:
3496         isl_map_free(map);
3497         return NULL;
3498 }
3499
3500 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
3501 {
3502         int i;
3503         struct isl_map *map = NULL;
3504
3505         set = isl_set_cow(set);
3506         if (!set || !dim)
3507                 goto error;
3508         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
3509         map = (struct isl_map *)set;
3510         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3511                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
3512                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
3513                 if (!map->p[i])
3514                         goto error;
3515         }
3516         isl_dim_free(map->dim);
3517         map->dim = dim;
3518         return map;
3519 error:
3520         isl_dim_free(dim);
3521         isl_set_free(set);
3522         return NULL;
3523 }
3524
3525 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
3526 {
3527         return (struct isl_map *)set;
3528 }
3529
3530 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
3531 {
3532         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
3533 }
3534
3535 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
3536         __isl_take isl_set *range)
3537 {
3538         return isl_map_product(isl_map_from_domain(domain),
3539                                isl_map_from_range(range));
3540 }
3541
3542 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
3543 {
3544         int i;
3545         struct isl_set *set = NULL;
3546
3547         if (!map)
3548                 return NULL;
3549         map = isl_map_cow(map);
3550         if (!map)
3551                 return NULL;
3552         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3553         if (!map->dim)
3554                 goto error;
3555         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
3556         map->dim->n_in = 0;
3557         set = (struct isl_set *)map;
3558         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3559                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
3560                 if (!set->p[i])
3561                         goto error;
3562         }
3563         return set;
3564 error:
3565         isl_map_free(map);
3566         return NULL;
3567 }
3568
3569 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
3570 {
3571         struct isl_map *map;
3572
3573         if (!dim)
3574                 return NULL;
3575         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
3576         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
3577                         sizeof(struct isl_map) +
3578                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
3579         if (!map)
3580                 goto error;
3581
3582         map->ctx = dim->ctx;
3583         isl_ctx_ref(map->ctx);
3584         map->ref = 1;
3585         map->size = n;
3586         map->n = 0;
3587         map->dim = dim;
3588         map->flags = flags;
3589         return map;
3590 error:
3591         isl_dim_free(dim);
3592         return NULL;
3593 }
3594
3595 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
3596                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
3597                 unsigned flags)
3598 {
3599         struct isl_map *map;
3600         struct isl_dim *dims;
3601
3602         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
3603         if (!dims)
3604                 return NULL;
3605
3606         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
3607         return map;
3608 }
3609
3610 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
3611 {
3612         struct isl_basic_map *bmap;
3613         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3614         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3615         return bmap;
3616 }
3617
3618 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
3619 {
3620         struct isl_basic_set *bset;
3621         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
3622         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3623         return bset;
3624 }
3625
3626 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
3627 {
3628         struct isl_basic_map *bmap;
3629         if (!model)
3630                 return NULL;
3631         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3632         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3633         return bmap;
3634 }
3635
3636 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
3637 {
3638         struct isl_basic_map *bmap;
3639         if (!model)
3640                 return NULL;
3641         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3642         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
3643         return bmap;
3644 }
3645
3646 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
3647 {
3648         struct isl_basic_set *bset;
3649         if (!model)
3650                 return NULL;
3651         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
3652         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
3653         return bset;
3654 }
3655
3656 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
3657 {
3658         struct isl_basic_map *bmap;
3659         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3660         return bmap;
3661 }
3662
3663 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
3664 {
3665         struct isl_basic_set *bset;
3666         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
3667         return bset;
3668 }
3669
3670 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
3671                 __isl_keep isl_basic_map *model)
3672 {
3673         if (!model)
3674                 return NULL;
3675         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3676 }
3677
3678 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
3679 {
3680         if (!model)
3681                 return NULL;
3682         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3683 }
3684
3685 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
3686         __isl_keep isl_set *model)
3687 {
3688         if (!model)
3689                 return NULL;
3690         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
3691 }
3692
3693 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
3694 {
3695         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3696 }
3697
3698 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
3699 {
3700         if (!model)
3701                 return NULL;
3702         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3703 }
3704
3705 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
3706 {
3707         if (!model)
3708                 return NULL;
3709         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3710 }
3711
3712 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
3713 {
3714         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
3715 }
3716
3717 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
3718 {
3719         if (!model)
3720                 return NULL;
3721         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
3722 }
3723
3724 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
3725 {
3726         struct isl_map *map;
3727         if (!dim)
3728                 return NULL;
3729         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3730         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
3731         return map;
3732 }
3733
3734 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
3735 {
3736         struct isl_set *set;
3737         if (!dim)
3738                 return NULL;
3739         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3740         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
3741         return set;
3742 }
3743
3744 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
3745 {
3746         if (!model)
3747                 return NULL;
3748         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
3749 }
3750
3751 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
3752 {
3753         int i;
3754         struct isl_map *dup;
3755
3756         if (!map)
3757                 return NULL;
3758         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
3759         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3760                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3761         return dup;
3762 }
3763
3764 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
3765                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
3766 {
3767         if (!bmap || !map)
3768                 goto error;
3769         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
3770                 isl_basic_map_free(bmap);
3771                 return map;
3772         }
3773         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
3774         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
3775         map->p[map->n] = bmap;
3776         map->n++;
3777         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3778         return map;
3779 error:
3780         if (map)
3781                 isl_map_free(map);
3782         if (bmap)
3783                 isl_basic_map_free(bmap);
3784         return NULL;
3785 }
3786
3787 void isl_map_free(struct isl_map *map)
3788 {
3789         int i;
3790
3791         if (!map)
3792                 return;
3793
3794         if (--map->ref > 0)
3795                 return;
3796
3797         isl_ctx_deref(map->ctx);
3798         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3799                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
3800         isl_dim_free(map->dim);
3801         free(map);
3802 }
3803
3804 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
3805                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
3806 {
3807         int i;
3808
3809         base = isl_map_cow(base);
3810         if (!base)
3811                 return NULL;
3812
3813         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3814         if (!base->dim)
3815                 goto error;
3816         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3817                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3818                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3819                 if (!base->p[i])
3820                         goto error;
3821         }
3822         return base;
3823 error:
3824         isl_map_free(base);
3825         return NULL;
3826 }
3827
3828 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3829                 unsigned nparam, unsigned dim)
3830 {
3831         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3832                                                         nparam, 0, dim);
3833 }
3834
3835 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
3836         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
3837 {
3838         int j;
3839
3840         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3841         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3842         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3843         if (j < 0)
3844                 goto error;
3845         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3846         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3847         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3848         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3849         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3850 error:
3851         isl_basic_map_free(bmap);
3852         return NULL;
3853 }
3854
3855 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
3856         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
3857 {
3858         int j;
3859
3860         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3861         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3862         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3863         if (j < 0)
3864                 goto error;
3865         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3866         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3867         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
3868         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3869         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3870 error:
3871         isl_basic_map_free(bmap);
3872         return NULL;
3873 }
3874
3875 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3876                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3877 {
3878         if (!bmap)
3879                 return NULL;
3880         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3881         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
3882                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3883 error:
3884         isl_basic_map_free(bmap);
3885         return NULL;
3886 }
3887
3888 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3889                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3890 {
3891         if (!bmap)
3892                 return NULL;
3893         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3894         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
3895                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
3896 error:
3897         isl_basic_map_free(bmap);
3898         return NULL;
3899 }
3900
3901 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3902                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3903 {
3904         return (struct isl_basic_set *)
3905                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3906                                         type, pos, value);
3907 }
3908
3909 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
3910                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3911 {
3912         return (struct isl_basic_set *)
3913                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
3914                                         type, pos, value);
3915 }
3916
3917 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3918                 unsigned input, int value)
3919 {
3920         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3921 }
3922
3923 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3924                 unsigned dim, int value)
3925 {
3926         return (struct isl_basic_set *)
3927                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3928                                         isl_dim_set, dim, value);
3929 }
3930
3931 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3932                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3933 {
3934         int i;
3935
3936         map = isl_map_cow(map);
3937         if (!map)
3938                 return NULL;
3939
3940         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3941         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3942                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3943                 if (!map->p[i])
3944                         goto error;
3945         }
3946         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3947         return map;
3948 error:
3949         isl_map_free(map);
3950         return NULL;
3951 }
3952
3953 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
3954                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3955 {
3956         return (struct isl_set *)
3957                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
3958 }
3959
3960 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
3961                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3962 {
3963         int i;
3964
3965         map = isl_map_cow(map);
3966         if (!map)
3967                 return NULL;
3968
3969         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3970         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3971                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
3972                 if (!map->p[i])
3973                         goto error;
3974         }
3975         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3976         return map;
3977 error:
3978         isl_map_free(map);
3979         return NULL;
3980 }
3981
3982 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
3983                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
3984 {
3985         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
3986 }
3987
3988 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3989                 unsigned input, int value)
3990 {
3991         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3992 }
3993
3994 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3995 {
3996         return (struct isl_set *)
3997                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3998 }
3999
4000 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4001                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4002                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4003 {
4004         int j;
4005
4006         if (!bmap)
4007                 return NULL;
4008         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4009         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4010         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4011         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4012         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4013         if (j < 0)
4014                 goto error;
4015         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4016         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4017         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4018         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4019         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4020 error:
4021         isl_basic_map_free(bmap);
4022         return NULL;
4023 }
4024
4025 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4026         unsigned dim, isl_int value)
4027 {
4028         int j;
4029
4030         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4031         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4032         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4033         if (j < 0)
4034                 goto error;
4035         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4036         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4037         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4038         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4039         return isl_basic_set_finalize(bset);
4040 error:
4041         isl_basic_set_free(bset);
4042         return NULL;
4043 }
4044
4045 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4046                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4047 {
4048         int i;
4049
4050         map = isl_map_cow(map);
4051         if (!map)
4052                 return NULL;
4053
4054         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4055         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4056                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4057                                                          type, pos, value);
4058                 if (!map->p[i])
4059                         goto error;
4060         }
4061         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4062         return map;
4063 error:
4064         isl_map_free(map);
4065         return NULL;
4066 }
4067
4068 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4069                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4070 {
4071         return (struct isl_set *)
4072                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4073 }
4074
4075 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4076                                         isl_int value)
4077 {
4078         int i;
4079
4080         set = isl_set_cow(set);
4081         if (!set)
4082                 return NULL;
4083
4084         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4085         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4086                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4087                 if (!set->p[i])
4088                         goto error;
4089         }
4090         return set;
4091 error:
4092         isl_set_free(set);
4093         return NULL;
4094 }
4095
4096 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4097 {
4098         int i;
4099
4100         map = isl_map_cow(map);
4101         if (!map)
4102                 return NULL;
4103
4104         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4105         if (!map->dim)
4106                 goto error;
4107         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4108                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4109                 if (!map->p[i])
4110                         goto error;
4111         }
4112         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4113         return map;
4114 error:
4115         isl_map_free(map);
4116         return NULL;
4117 }
4118
4119 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4120                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4121                 struct isl_set **empty, int max)
4122 {
4123         if (!bmap)
4124                 goto error;
4125         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4126                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4127         else
4128                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4129 error:
4130         isl_basic_map_free(bmap);
4131         isl_basic_set_free(dom);
4132         if (empty)
4133                 *empty = NULL;
4134         return NULL;
4135 }
4136
4137 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4138                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4139                 struct isl_set **empty)
4140 {
4141         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4142 }
4143
4144 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4145                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4146                 struct isl_set **empty)
4147 {
4148         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4149 }
4150
4151 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4152                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4153                 struct isl_set **empty)
4154 {
4155         return (struct isl_set *)
4156                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4157                         dom, empty);
4158 }
4159
4160 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4161                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4162                 struct isl_set **empty)
4163 {
4164         return (struct isl_set *)
4165                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4166                         dom, empty);
4167 }
4168
4169 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicograhically minimal
4170  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4171  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4172  *
4173  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4174  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4175  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4176  * domain down into the parametric integer programming.
4177  */
4178 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4179                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4180                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4181 {
4182         int i;
4183         struct isl_map *res;
4184
4185         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4186         if (!dom)
4187                 goto error;
4188
4189         if (isl_set_fast_is_empty(dom)) {
4190                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4191                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4192                 isl_set_free(dom);
4193                 isl_basic_map_free(bmap);
4194                 return res;
4195         }
4196
4197         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4198                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4199
4200         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4201                 struct isl_map *res_i;
4202                 struct isl_set *empty_i;
4203
4204                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4205                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4206
4207                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4208                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4209         }
4210
4211         isl_set_free(dom);
4212         isl_basic_map_free(bmap);
4213         return res;
4214 error:
4215         *empty = NULL;
4216         isl_set_free(dom);
4217         isl_basic_map_free(bmap);
4218         return NULL;
4219 }
4220
4221 /* Given a map "map", compute the lexicograhically minimal
4222  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4223  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4224  *
4225  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4226  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4227  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4228  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4229  * improve both "res" and "todo".
4230  *
4231  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4232  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4233  * We first intersect basic map i with a relation that maps elements
4234  * to elements that are lexicographically larger than the image elements
4235  * in res^k and the compute the maximum image element of this intersection.
4236  * The result ("better") corresponds to those image elements in basic map i
4237  * that are better than what we had before.  The remainder ("keep") are the
4238  * domain elements for which the image element in res_k was better.
4239  * We also compute the lexicographical maximum of basic map i in todo^k.
4240  * res^i is the result of the operation + better + those elements in
4241  *              res^k that we should keep
4242  * todo^i is the remainder of the maximum operation on todo^k.
4243  */
4244 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4245                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4246                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4247 {
4248         int i;
4249         struct isl_map *res;
4250         struct isl_set *todo;
4251
4252         if (!map || !dom)
4253                 goto error;
4254
4255         if (isl_map_fast_is_empty(map)) {
4256                 if (empty)
4257                         *empty = dom;
4258                 else
4259                         isl_set_free(dom);
4260                 return map;
4261         }
4262
4263         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4264                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4265
4266         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4267                 struct isl_map *lt;
4268                 struct isl_map *better;
4269                 struct isl_set *keep;
4270                 struct isl_map *res_i;
4271                 struct isl_set *todo_i;
4272                 struct isl_dim *dim = isl_map_get_dim(res);
4273
4274                 dim = isl_dim_range(dim);
4275                 if (max)
4276                         lt = isl_map_lex_lt(dim);
4277                 else
4278                         lt = isl_map_lex_gt(dim);
4279                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4280                 lt = isl_map_intersect(lt,
4281                         isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
4282                 better = isl_map_partial_lexopt(lt,
4283                         isl_map_domain(isl_map_copy(res)),
4284                         &keep, max);
4285
4286                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4287                                                 todo, &todo_i, max);
4288
4289                 res = isl_map_intersect_domain(res, keep);
4290                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4291                 res = isl_map_union_disjoint(res, better);
4292                 todo = todo_i;
4293         }
4294
4295         isl_set_free(dom);
4296         isl_map_free(map);
4297
4298         if (empty)
4299                 *empty = todo;
4300         else
4301                 isl_set_free(todo);
4302
4303         return res;
4304 error:
4305         if (empty)
4306                 *empty = NULL;
4307         isl_set_free(dom);
4308         isl_map_free(map);
4309         return NULL;
4310 }
4311
4312 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4313                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4314                 __isl_give isl_set **empty)
4315 {
4316         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4317 }
4318
4319 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4320                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4321                 __isl_give isl_set **empty)
4322 {
4323         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4324 }
4325
4326 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4327                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4328                 __isl_give isl_set **empty)
4329 {
4330         return (struct isl_set *)
4331                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4332                         dom, empty);
4333 }
4334
4335 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4336                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4337                 __isl_give isl_set **empty)
4338 {
4339         return (struct isl_set *)
4340                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4341                         dom, empty);
4342 }
4343
4344 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4345 {
4346         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4347         struct isl_dim *dom_dim;
4348
4349         if (!bmap)
4350                 goto error;
4351         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4352         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4353         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4354 error:
4355         isl_basic_map_free(bmap);
4356         return NULL;
4357 }
4358
4359 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4360 {
4361         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4362 }
4363
4364 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4365 {
4366         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4367 }
4368
4369 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4370 {
4371         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4372 }
4373
4374 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4375 {
4376         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4377 }
4378
4379 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4380 {
4381         struct isl_set *dom = NULL;
4382         struct isl_dim *dom_dim;
4383
4384         if (!map)
4385                 goto error;
4386         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
4387         dom = isl_set_universe(dom_dim);
4388         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
4389 error:
4390         isl_map_free(map);
4391         return NULL;
4392 }
4393
4394 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
4395 {
4396         return isl_map_lexopt(map, 0);
4397 }
4398
4399 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
4400 {
4401         return isl_map_lexopt(map, 1);
4402 }
4403
4404 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
4405 {
4406         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
4407 }
4408
4409 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
4410 {
4411         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
4412 }
4413
4414 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
4415  * bset is assumed to have only parameters and divs.
4416  */
4417 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
4418         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
4419 {
4420         unsigned nparam;
4421
4422         if (!bset || !mat)
4423                 goto error;
4424
4425         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
4426         if (!bset->dim)
4427                 goto error;
4428
4429         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4430
4431         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4432
4433         bset->dim->nparam = 0;
4434         bset->dim->n_out = nparam;
4435         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
4436         if (bset) {
4437                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
4438                 bset->dim->n_out = 0;
4439         }
4440         return bset;
4441 error:
4442         isl_mat_free(mat);
4443         isl_basic_set_free(bset);
4444         return NULL;
4445 }
4446
4447 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
4448  * set is assumed to have only parameters and divs.
4449  */
4450 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
4451         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
4452 {
4453         struct isl_dim *dim = NULL;
4454         unsigned nparam;
4455
4456         if (!set || !mat)
4457                 goto error;
4458
4459         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4460         dim = isl_dim_cow(dim);
4461         if (!dim)
4462                 goto error;
4463
4464         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
4465
4466         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4467
4468         dim->nparam = 0;
4469         dim->n_out = nparam;
4470         isl_set_reset_dim(set, dim);
4471         set = isl_set_preimage(set, mat);
4472         if (!set)
4473                 goto error2;
4474         dim = isl_dim_copy(set->dim);
4475         dim = isl_dim_cow(dim);
4476         if (!dim)
4477                 goto error2;
4478         dim->nparam = dim->n_out;
4479         dim->n_out = 0;
4480         isl_set_reset_dim(set, dim);
4481         return set;
4482 error:
4483         isl_dim_free(dim);
4484         isl_mat_free(mat);
4485 error2:
4486         isl_set_free(set);
4487         return NULL;
4488 }
4489
4490 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
4491  * equalities in "eq".
4492  */
4493 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
4494         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
4495 {
4496         int i, k;
4497         unsigned len;
4498
4499         if (!bset || !eq)
4500                 goto error;
4501
4502         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
4503                                         eq->n_row, 0);
4504         if (!bset)
4505                 goto error;
4506
4507         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
4508         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
4509                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
4510                 if (k < 0)
4511                         goto error;
4512                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
4513                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
4514         }
4515         isl_mat_free(eq);
4516
4517         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4518         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4519
4520         return bset;
4521 error:
4522         isl_mat_free(eq);
4523         isl_basic_set_free(bset);
4524         return NULL;
4525 }
4526
4527 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
4528  * equalities in "eq".
4529  */
4530 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
4531         struct isl_mat *eq)
4532 {
4533         int i;
4534
4535         if (!set || !eq)
4536                 goto error;
4537
4538         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4539                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
4540                                         isl_mat_copy(eq));
4541                 if (!set->p[i])
4542                         goto error;
4543         }
4544         isl_mat_free(eq);
4545         return set;
4546 error:
4547         isl_mat_free(eq);
4548         isl_set_free(set);
4549         return NULL;
4550 }
4551
4552 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
4553  * new, explicit, existential variables in the constraints.
4554  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
4555  * The output has the same parameters, but only
4556  * explicit existentially quantified variables.
4557  *
4558  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
4559  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
4560  * among the parameters by performing a variable compression on
4561  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
4562  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
4563  */
4564 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4565 {
4566         int i, j;
4567         struct isl_mat *eq;
4568         struct isl_mat *T, *T2;
4569         struct isl_set *set;
4570         unsigned nparam, n_div;
4571
4572         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4573         if (!bset)
4574                 return NULL;
4575
4576         if (bset->n_eq == 0)
4577                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4578
4579         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
4580
4581         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4582         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
4583
4584         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
4585                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
4586                         ++i;
4587         }
4588         if (i == bset->n_eq)
4589                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
4590
4591         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
4592                 0, 1 + nparam);
4593         eq = isl_mat_cow(eq);
4594         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
4595         if (T && T->n_col == 0) {
4596                 isl_mat_free(T);
4597                 isl_mat_free(T2);
4598                 isl_mat_free(eq);
4599                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4600                 return isl_set_from_basic_set(bset);
4601         }
4602         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
4603
4604         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
4605         set = set_parameter_preimage(set, T2);
4606         set = set_append_equalities(set, eq);
4607         return set;
4608 }
4609
4610 /* Compute an explicit representation for all the existentially
4611  * quantified variables.
4612  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
4613  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
4614  * no input or output dimensions and the dimension specification
4615  * is reset to that of the input.
4616  */
4617 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4618 {
4619         struct isl_basic_set *bset;
4620         struct isl_set *set;
4621         struct isl_map *map;
4622         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
4623         unsigned         nparam;
4624         unsigned         n_in;
4625         unsigned         n_out;
4626
4627         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4628         if (!bmap)
4629                 return NULL;
4630
4631         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4632         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4633         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4634         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
4635         if (!dim)
4636                 goto error;
4637
4638         orig_dim = bmap->dim;
4639         bmap->dim = dim;
4640         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
4641
4642         set = parameter_compute_divs(bset);
4643         map = (struct isl_map *)set;
4644         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
4645
4646         return map;
4647 error:
4648         isl_basic_map_free(bmap);
4649         return NULL;
4650 }
4651
4652 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4653 {
4654         int i;
4655         unsigned off;
4656
4657         if (!bmap)
4658                 return -1;
4659
4660         off = isl_dim_total(bmap->dim);
4661         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4662                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4663                         return 0;
4664                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
4665                                 return -1);
4666         }
4667         return 1;
4668 }
4669
4670 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
4671 {
4672         int i;
4673
4674         if (!map)
4675                 return -1;
4676
4677         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4678                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
4679                 if (known <= 0)
4680                         return known;
4681         }
4682
4683         return 1;
4684 }
4685
4686 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
4687  * expressions for them.  However, this computation may be
4688  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
4689  * strictly needed.
4690  */
4691 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4692 {
4693         int i;
4694         int known;
4695         struct isl_map *map;
4696
4697         known = basic_map_divs_known(bmap);
4698         if (known < 0)
4699                 goto error;
4700         if (known)
4701                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4702
4703         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
4704
4705         known = basic_map_divs_known(bmap);
4706         if (known < 0)
4707                 goto error;
4708         if (known)
4709                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
4710
4711         map = compute_divs(bmap);
4712         return map;
4713 error:
4714         isl_basic_map_free(bmap);
4715         return NULL;
4716 }
4717
4718 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
4719 {
4720         int i;
4721         int known;
4722         struct isl_map *res;
4723
4724         if (!map)
4725                 return NULL;
4726         if (map->n == 0)
4727                 return map;
4728
4729         known = map_divs_known(map);
4730         if (known < 0) {
4731                 isl_map_free(map);
4732                 return NULL;
4733         }
4734         if (known)
4735                 return map;
4736
4737         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
4738         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
4739                 struct isl_map *r2;
4740                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4741                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4742                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
4743                 else
4744                         res = isl_map_union(res, r2);
4745         }
4746         isl_map_free(map);
4747
4748         return res;
4749 }
4750
4751 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
4752 {
4753         return (struct isl_set *)
4754                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4755 }
4756
4757 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
4758 {
4759         return (struct isl_set *)
4760                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
4761 }
4762
4763 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
4764 {
4765         int i;
4766         struct isl_set *set;
4767
4768         if (!map)
4769                 goto error;
4770
4771         map = isl_map_cow(map);
4772         if (!map)
4773                 return NULL;
4774
4775         set = (struct isl_set *)map;
4776         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
4777         if (!set->dim)
4778                 goto error;
4779         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4780                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
4781                 if (!set->p[i])
4782                         goto error;
4783         }
4784         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4785         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4786         return set;
4787 error:
4788         isl_map_free(map);
4789         return NULL;
4790 }
4791
4792 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
4793                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4794 {
4795         int i;
4796         unsigned flags = 0;
4797         struct isl_map *map = NULL;
4798
4799         if (!map1 || !map2)
4800                 goto error;
4801
4802         if (map1->n == 0) {
4803                 isl_map_free(map1);
4804                 return map2;
4805         }
4806         if (map2->n == 0) {
4807                 isl_map_free(map2);
4808                 return map1;
4809         }
4810
4811         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4812
4813         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4814             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
4815                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4816
4817         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
4818                                 map1->n + map2->n, flags);
4819         if (!map)
4820                 goto error;
4821         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
4822                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4823                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
4824                 if (!map)
4825                         goto error;
4826         }
4827         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
4828                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4829                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
4830                 if (!map)
4831                         goto error;
4832         }
4833         isl_map_free(map1);
4834         isl_map_free(map2);
4835         return map;
4836 error:
4837         isl_map_free(map);
4838         isl_map_free(map1);
4839         isl_map_free(map2);
4840         return NULL;
4841 }
4842
4843 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4844 {
4845         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
4846         if (!map1)
4847                 return NULL;
4848         if (map1->n > 1)
4849                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
4850         return map1;
4851 }
4852
4853 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
4854                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4855 {
4856         return (struct isl_set *)
4857                 isl_map_union_disjoint(
4858                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4859 }
4860
4861 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4862 {
4863         return (struct isl_set *)
4864                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4865 }
4866
4867 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
4868                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4869 {
4870         unsigned flags = 0;
4871         struct isl_map *result;
4872         int i, j;
4873
4874         if (!map || !set)
4875                 goto error;
4876
4877         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
4878             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
4879                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4880
4881         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
4882                                         map->n * set->n, flags);
4883         if (!result)
4884                 goto error;
4885         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4886                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
4887                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4888                             isl_basic_map_intersect_range(
4889                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4890                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
4891                         if (!result)
4892                                 goto error;
4893                 }
4894         isl_map_free(map);
4895         isl_set_free(set);
4896         return result;
4897 error:
4898         isl_map_free(map);
4899         isl_set_free(set);
4900         return NULL;
4901 }
4902
4903 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
4904                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
4905 {
4906         return isl_map_reverse(
4907                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
4908 }
4909
4910 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
4911                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4912 {
4913         if (!map1 || !map2)
4914                 goto error;
4915         map1 = isl_map_reverse(map1);
4916         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
4917         return isl_map_reverse(map1);
4918 error:
4919         isl_map_free(map1);
4920         isl_map_free(map2);
4921         return NULL;
4922 }
4923
4924 struct isl_map *isl_map_apply_range(
4925                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4926 {
4927         struct isl_dim *dim_result;
4928         struct isl_map *result;
4929         int i, j;
4930
4931         if (!map1 || !map2)
4932                 goto error;
4933
4934         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
4935                                   isl_dim_copy(map2->dim));
4936
4937         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
4938         if (!result)
4939                 goto error;
4940         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
4941                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
4942                         result = isl_map_add_basic_map(result,
4943                             isl_basic_map_apply_range(
4944                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
4945                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
4946                         if (!result)
4947                                 goto error;
4948                 }
4949         isl_map_free(map1);
4950         isl_map_free(map2);
4951         if (result && result->n <= 1)
4952                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
4953         return result;
4954 error:
4955         isl_map_free(map1);
4956         isl_map_free(map2);
4957         return NULL;
4958 }
4959
4960 /*
4961  * returns range - domain
4962  */
4963 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
4964 {
4965         isl_dim *dims;
4966         struct isl_basic_set *bset;
4967         unsigned dim;
4968         unsigned nparam;
4969         int i;
4970
4971         if (!bmap)
4972                 goto error;
4973         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
4974         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
4975         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
4976         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4977         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4978         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
4979         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
4980         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
4981         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
4982         for (i = 0; i < dim; ++i) {
4983                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
4984                                             (struct isl_basic_map *)bset);
4985                 if (j < 0)
4986                         goto error;
4987                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4988                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
4989                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
4990                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
4991         }
4992         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
4993 error:
4994         isl_basic_map_free(bmap);
4995         return NULL;
4996 }
4997
4998 /*
4999  * returns range - domain
5000  */
5001 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5002 {
5003         int i;
5004         isl_dim *dim;
5005         struct isl_set *result;
5006
5007         if (!map)
5008                 return NULL;
5009
5010         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
5011         dim = isl_map_get_dim(map);
5012         dim = isl_dim_domain(dim);
5013         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, map->flags);
5014         if (!result)
5015                 goto error;
5016         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5017                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5018                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5019         isl_map_free(map);
5020         return result;
5021 error:
5022         isl_map_free(map);
5023         return NULL;
5024 }
5025
5026 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5027 {
5028         struct isl_basic_map *bmap;
5029         unsigned nparam;
5030         unsigned dim;
5031         int i;
5032
5033         if (!dims)
5034                 return NULL;
5035
5036         nparam = dims->nparam;
5037         dim = dims->n_out;
5038         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5039         if (!bmap)
5040                 goto error;
5041
5042         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5043                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5044                 if (j < 0)
5045                         goto error;
5046                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5047                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5048                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5049         }
5050         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5051 error:
5052         isl_basic_map_free(bmap);
5053         return NULL;
5054 }
5055
5056 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5057 {
5058         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5059         if (!dim)
5060                 return NULL;
5061         return basic_map_identity(dim);
5062 }
5063
5064 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5065 {
5066         if (!model || !model->dim)
5067                 return NULL;
5068         isl_assert(model->ctx,
5069                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5070         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5071 }
5072
5073 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
5074 {
5075         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5076         return isl_map_add_basic_map(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
5077 }
5078
5079 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5080 {
5081         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5082         if (!dim)
5083                 return NULL;
5084         return map_identity(dim);
5085 }
5086
5087 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5088 {
5089         if (!model || !model->dim)
5090                 return NULL;
5091         isl_assert(model->ctx,
5092                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5093         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5094 }
5095
5096 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5097 {
5098         if (!model || !model->dim)
5099                 return NULL;
5100         isl_assert(model->ctx,
5101                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5102         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5103 }
5104
5105 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5106  * values.
5107  */
5108 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5109 {
5110         int i;
5111         unsigned nparam;
5112         unsigned dim;
5113         struct isl_basic_set *bset;
5114
5115         if (!dims)
5116                 return NULL;
5117         nparam = dims->nparam;
5118         dim = dims->n_out;
5119         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5120         if (!bset)
5121                 return NULL;
5122         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5123                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5124                 if (k < 0)
5125                         goto error;
5126                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5127                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5128         }
5129         return bset;
5130 error:
5131         isl_basic_set_free(bset);
5132         return NULL;
5133 }
5134
5135 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5136         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5137 {
5138         int i;
5139         isl_basic_set *nonneg = NULL;
5140         isl_basic_set *neg = NULL;
5141
5142         if (!set)
5143                 return NULL;
5144         if (n == 0)
5145                 return set;
5146
5147         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5148
5149         for (i = 0; i < n; ++i) {
5150                 int k;
5151
5152                 neg = NULL;
5153                 nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5154                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5155                 if (k < 0)
5156                         goto error;
5157                 isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5158                 isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], 1);
5159
5160                 neg = isl_basic_set_alloc_dim(isl_set_get_dim(set), 0, 0, 1);
5161                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5162                 if (k < 0)
5163                         goto error;
5164                 isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5165                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5166                 isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos(set->dim, type) + first + i], -1);
5167
5168                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5169         }
5170
5171         return set;
5172 error:
5173         isl_basic_set_free(nonneg);
5174         isl_basic_set_free(neg);
5175         isl_set_free(set);
5176         return NULL;
5177 }
5178
5179 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5180 {
5181         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5182 }
5183
5184 int isl_basic_map_is_subset(
5185                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5186 {
5187         int is_subset;
5188         struct isl_map *map1;
5189         struct isl_map *map2;
5190
5191         if (!bmap1 || !bmap2)
5192                 return -1;
5193
5194         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
5195         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
5196
5197         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5198
5199         isl_map_free(map1);
5200         isl_map_free(map2);
5201
5202         return is_subset;
5203 }
5204
5205 int isl_basic_map_is_equal(
5206                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5207 {
5208         int is_subset;
5209
5210         if (!bmap1 || !bmap2)
5211                 return -1;
5212         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5213         if (is_subset != 1)
5214                 return is_subset;
5215         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5216         return is_subset;
5217 }
5218
5219 int isl_basic_set_is_equal(
5220                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5221 {
5222         return isl_basic_map_is_equal(
5223                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
5224 }
5225
5226 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
5227 {
5228         int i;
5229         int is_empty;
5230
5231         if (!map)
5232                 return -1;
5233         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5234                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
5235                 if (is_empty < 0)
5236                         return -1;
5237                 if (!is_empty)
5238                         return 0;
5239         }
5240         return 1;
5241 }
5242
5243 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
5244 {
5245         return map ? map->n == 0 : -1;
5246 }
5247
5248 int isl_set_fast_is_empty(struct isl_set *set)
5249 {
5250         return set ? set->n == 0 : -1;
5251 }
5252
5253 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
5254 {
5255         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
5256 }
5257
5258 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5259 {
5260         int is_subset;
5261
5262         if (!map1 || !map2)
5263                 return -1;
5264         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5265         if (is_subset != 1)
5266                 return is_subset;
5267         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5268         return is_subset;
5269 }
5270
5271 int isl_basic_map_is_strict_subset(
5272                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5273 {
5274         int is_subset;
5275
5276         if (!bmap1 || !bmap2)
5277                 return -1;
5278         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5279         if (is_subset != 1)
5280                 return is_subset;
5281         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5282         if (is_subset == -1)
5283                 return is_subset;
5284         return !is_subset;
5285 }
5286
5287 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5288 {
5289         int is_subset;
5290
5291         if (!map1 || !map2)
5292                 return -1;
5293         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5294         if (is_subset != 1)
5295                 return is_subset;
5296         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5297         if (is_subset == -1)
5298                 return is_subset;
5299         return !is_subset;
5300 }
5301
5302 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
5303 {
5304         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
5305 }
5306
5307 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
5308 {
5309         if (!bmap)
5310                 return -1;
5311         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
5312 }
5313
5314 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
5315 {
5316         if (!bset)
5317                 return -1;
5318         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
5319 }
5320
5321 int isl_map_fast_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
5322 {
5323         int i;
5324
5325         if (!map)
5326                 return -1;
5327
5328         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5329                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
5330                 if (r < 0 || r)
5331                         return r;
5332         }
5333
5334         return 0;
5335 }
5336
5337 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
5338 {
5339         return isl_map_fast_is_universe((isl_map *) set);
5340 }
5341
5342 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5343 {
5344         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5345         struct isl_vec *sample = NULL;
5346         int empty;
5347         unsigned total;
5348
5349         if (!bmap)
5350                 return -1;
5351
5352         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5353                 return 1;
5354
5355         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
5356                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
5357                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
5358                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5359                 isl_basic_map_free(copy);
5360                 return empty;
5361         }
5362
5363         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
5364         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
5365                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
5366                 if (contains < 0)
5367                         return -1;
5368                 if (contains)
5369                         return 0;
5370         }
5371         isl_vec_free(bmap->sample);
5372         bmap->sample = NULL;
5373         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
5374         if (!bset)
5375                 return -1;
5376         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
5377         if (!sample)
5378                 return -1;
5379         empty = sample->size == 0;
5380         isl_vec_free(bmap->sample);
5381         bmap->sample = sample;
5382         if (empty)
5383                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5384
5385         return empty;
5386 }
5387
5388 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
5389 {
5390         if (!bmap)
5391                 return -1;
5392         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
5393 }
5394
5395 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5396 {
5397         if (!bset)
5398                 return -1;
5399         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
5400 }
5401
5402 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
5403 {
5404         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
5405 }
5406
5407 struct isl_map *isl_basic_map_union(
5408         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5409 {
5410         struct isl_map *map;
5411         if (!bmap1 || !bmap2)
5412                 return NULL;
5413
5414         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
5415
5416         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
5417         if (!map)
5418                 goto error;
5419         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
5420         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
5421         return map;
5422 error:
5423         isl_basic_map_free(bmap1);
5424         isl_basic_map_free(bmap2);
5425         return NULL;
5426 }
5427
5428 struct isl_set *isl_basic_set_union(
5429                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5430 {
5431         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
5432                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
5433                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
5434 }
5435
5436 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
5437 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5438 {
5439         int i;
5440         unsigned off;
5441
5442         if (!bmap)
5443                 return NULL;
5444
5445         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5446
5447         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5448                 int pos;
5449                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5450                         continue;
5451                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
5452                                                             bmap->n_div-i);
5453                 if (pos == -1)
5454                         continue;
5455                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
5456                 --i;
5457         }
5458         return bmap;
5459 }
5460
5461 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
5462 {
5463         return (struct isl_basic_set *)
5464                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5465 }
5466
5467 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
5468 {
5469         int i;
5470
5471         if (!map)
5472                 return 0;
5473
5474         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5475                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
5476                 if (!map->p[i])
5477                         goto error;
5478         }
5479
5480         return map;
5481 error:
5482         isl_map_free(map);
5483         return NULL;
5484 }
5485
5486 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
5487  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
5488  *
5489  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
5490  * of the corresponding div in dst otherwise.
5491  */
5492 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
5493                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
5494 {
5495         int i;
5496
5497         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5498
5499         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
5500         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
5501                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
5502                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
5503                                                 dst->n_div - div) == -1)
5504                         return i;
5505         return -1;
5506 }
5507
5508 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
5509                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
5510 {
5511         int i;
5512         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
5513
5514         if (!dst || !src)
5515                 goto error;
5516
5517         if (src->n_div == 0)
5518                 return dst;
5519
5520         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
5521                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
5522
5523         src = isl_basic_map_order_divs(src);
5524         dst = isl_basic_map_cow(dst);
5525         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
5526                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
5527         if (!dst)
5528                 return NULL;
5529         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
5530                 int j = find_div(dst, src, i);
5531                 if (j < 0) {
5532                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
5533                         if (j < 0)
5534                                 goto error;
5535                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
5536                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
5537                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
5538                                 goto error;
5539                 }
5540                 if (j != i)
5541                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
5542         }
5543         return dst;
5544 error:
5545         isl_basic_map_free(dst);
5546         return NULL;
5547 }
5548
5549 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
5550                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
5551 {
5552         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
5553                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
5554 }
5555
5556 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
5557 {
5558         int i;
5559
5560         if (!map)
5561                 return NULL;
5562         if (map->n == 0)
5563                 return map;
5564         map = isl_map_compute_divs(map);
5565         map = isl_map_cow(map);
5566         if (!map)
5567                 return NULL;
5568
5569         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5570                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
5571         for (i = 1; i < map->n; ++i)
5572                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
5573
5574         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5575         return map;
5576 }
5577
5578 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
5579 {
5580         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
5581 }
5582
5583 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
5584 {
5585         if (!set || !map)
5586                 goto error;
5587         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
5588         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
5589         set = isl_map_range(map);
5590         return set;
5591 error:
5592         isl_set_free(set);
5593         isl_map_free(map);
5594         return NULL;
5595 }
5596
5597 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
5598  * the meaning of the set.
5599  */
5600 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
5601 {
5602         int i;
5603
5604         if (!map)
5605                 return NULL;
5606
5607         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5608                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
5609                         continue;
5610                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5611                 if (i != map->n-1) {
5612                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5613                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5614                 }
5615                 map->n--;
5616         }
5617
5618         return map;
5619 }
5620
5621 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
5622 {
5623         return (struct isl_set *)
5624                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
5625 }
5626
5627 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
5628 {
5629         struct isl_basic_map *bmap;
5630         if (!map || map->n == 0)
5631                 return NULL;
5632         bmap = map->p[map->n-1];
5633         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
5634         return isl_basic_map_copy(bmap);
5635 }
5636
5637 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
5638 {
5639         return (struct isl_basic_set *)
5640                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
5641 }
5642
5643 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5644                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
5645 {
5646         int i;
5647
5648         if (!map || !bmap)
5649                 goto error;
5650         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
5651                 if (map->p[i] != bmap)
5652                         continue;
5653                 map = isl_map_cow(map);
5654                 if (!map)
5655                         goto error;
5656                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5657                 if (i != map->n-1) {
5658                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
5659                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
5660                 }
5661                 map->n--;
5662                 return map;
5663         }
5664         return map;
5665 error:
5666         isl_map_free(map);
5667         return NULL;
5668 }
5669
5670 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
5671                                                 struct isl_basic_set *bset)
5672 {
5673         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
5674                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
5675 }
5676
5677 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
5678  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
5679  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
5680  */
5681 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
5682         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
5683         int pos, isl_int *opt)
5684 {
5685         struct isl_dim *dims;
5686         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
5687         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
5688         struct isl_ctx *ctx;
5689         struct isl_vec *obj;
5690         unsigned total;
5691         unsigned nparam;
5692         unsigned dim1, dim2;
5693         enum isl_lp_result res;
5694
5695         if (!bset1 || !bset2)
5696                 return isl_lp_error;
5697
5698         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
5699         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
5700         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
5701         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
5702         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
5703         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
5704         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
5705         if (!bmap1 || !bmap2)
5706                 goto error;
5707         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
5708         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
5709                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
5710                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
5711         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
5712         if (!bmap1)
5713                 goto error;
5714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
5715         ctx = bmap1->ctx;
5716         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
5717         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
5718         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
5719         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
5720         if (!obj)
5721                 goto error;
5722         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
5723                                         opt, NULL, NULL);
5724         isl_basic_map_free(bmap1);
5725         isl_vec_free(obj);
5726         return res;
5727 error:
5728         isl_basic_map_free(bmap1);
5729         isl_basic_map_free(bmap2);
5730         return isl_lp_error;
5731 }
5732
5733 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
5734  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5735  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
5736  * smaller or larger than those in bset2.
5737  *
5738  * Returns
5739  *       1 if bset1 follows bset2
5740  *      -1 if bset1 precedes bset2
5741  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
5742  *      -2 if some error occurred.
5743  */
5744 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
5745         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
5746 {
5747         isl_int opt;
5748         enum isl_lp_result res;
5749         int cmp;
5750
5751         isl_int_init(opt);
5752
5753         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5754
5755         if (res == isl_lp_empty)
5756                 cmp = 0;
5757         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5758                   res == isl_lp_unbounded)
5759                 cmp = 1;
5760         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5761                 cmp = -1;
5762         else
5763                 cmp = -2;
5764
5765         isl_int_clear(opt);
5766         return cmp;
5767 }
5768
5769 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
5770  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5771  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
5772  * than a value of the same dimension in bset2.
5773  *
5774  * Return
5775  *       1 if there exists such a pair
5776  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5777  *      -1 otherwise
5778  *      -2 if some error occurred.
5779  */
5780 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
5781         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
5782 {
5783         isl_int opt;
5784         enum isl_lp_result res;
5785         int cmp;
5786
5787         isl_int_init(opt);
5788
5789         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
5790
5791         if (res == isl_lp_empty)
5792                 cmp = -1;
5793         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
5794                   res == isl_lp_unbounded)
5795                 cmp = 1;
5796         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
5797                 cmp = -1;
5798         else if (res == isl_lp_ok)
5799                 cmp = 0;
5800         else
5801                 cmp = -2;
5802
5803         isl_int_clear(opt);
5804         return cmp;
5805 }
5806
5807 /* Given two sets set1 and set2, check whether
5808  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
5809  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
5810  * than a value of the same dimension in set2.
5811  *
5812  * Return
5813  *       1 if there exists such a pair
5814  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
5815  *      -1 otherwise
5816  *      -2 if some error occurred.
5817  */
5818 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
5819         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
5820 {
5821         int i, j;
5822         int follows = -1;
5823
5824         if (!set1 || !set2)
5825                 return -2;
5826
5827         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
5828                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
5829                         int f;
5830                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
5831                         if (f == 1 || f == -2)
5832                                 return f;
5833                         if (f > follows)
5834                                 follows = f;
5835                 }
5836
5837         return follows;
5838 }
5839
5840 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
5841         unsigned pos, isl_int *val)
5842 {
5843         int i;
5844         int d;
5845         unsigned total;
5846
5847         if (!bmap)
5848                 return -1;
5849         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5850         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
5851                 for (; d+1 > pos; --d)
5852                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
5853                                 break;
5854                 if (d != pos)
5855                         continue;
5856                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
5857                         return 0;
5858                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
5859                         return 0;
5860                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
5861                         return 0;
5862                 if (val)
5863                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
5864                 return 1;
5865         }
5866         return 0;
5867 }
5868
5869 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
5870         unsigned pos, isl_int *val)
5871 {
5872         int i;
5873         isl_int v;
5874         isl_int tmp;
5875         int fixed;
5876
5877         if (!map)
5878                 return -1;
5879         if (map->n == 0)
5880                 return 0;
5881         if (map->n == 1)
5882                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
5883         isl_int_init(v);
5884         isl_int_init(tmp);
5885         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
5886         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
5887                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
5888                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
5889                         fixed = 0;
5890         }
5891         if (val)
5892                 isl_int_set(*val, v);
5893         isl_int_clear(tmp);
5894         isl_int_clear(v);
5895         return fixed;
5896 }
5897
5898 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
5899         unsigned pos, isl_int *val)
5900 {
5901         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
5902                                                 pos, val);
5903 }
5904
5905 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
5906         isl_int *val)
5907 {
5908         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
5909 }
5910
5911 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
5912         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5913 {
5914         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5915                 return -1;
5916         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
5917                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
5918 }
5919
5920 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
5921         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
5922 {
5923         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5924                 return -1;
5925         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
5926                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
5927 }
5928
5929 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5930  * then return this fixed value in *val.
5931  */
5932 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
5933         isl_int *val)
5934 {
5935         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
5936                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
5937 }
5938
5939 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
5940  * then return this fixed value in *val.
5941  */
5942 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
5943 {
5944         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
5945 }
5946
5947 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
5948  * then return this fixed value in *val.
5949  */
5950 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
5951 {
5952         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
5953 }
5954
5955 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
5956  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
5957  */
5958 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
5959         unsigned dim, isl_int *val)
5960 {
5961         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
5962         isl_int *c;
5963         unsigned total;
5964         unsigned nparam;
5965
5966         if (!bset)
5967                 return -1;
5968         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5969         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5970         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5971                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
5972                         continue;
5973                 if (i_eq != -1)
5974                         return 0;
5975                 i_eq = i;
5976         }
5977         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5978                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
5979                         continue;
5980                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
5981                         return 0;
5982                 i_ineq = i;
5983         }
5984         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
5985                 return 0;
5986         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
5987         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
5988         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
5989                 return 0;
5990         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
5991                 return 0;
5992         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
5993                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
5994                 return 0;
5995         if (val)
5996                 isl_int_neg(*val, c[0]);
5997         return 1;
5998 }
5999
6000 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
6001         unsigned dim, isl_int *val)
6002 {
6003         int i;
6004         isl_int v;
6005         isl_int tmp;
6006         int fixed;
6007
6008         if (!set)
6009                 return -1;
6010         if (set->n == 0)
6011                 return 0;
6012         if (set->n == 1)
6013                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6014                                                                 dim, val);
6015         isl_int_init(v);
6016         isl_int_init(tmp);
6017         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6018                                                                 dim, &v);
6019         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
6020                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
6021                                                                 dim, &tmp);
6022                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6023                         fixed = 0;
6024         }
6025         if (val)
6026                 isl_int_set(*val, v);
6027         isl_int_clear(tmp);
6028         isl_int_clear(v);
6029         return fixed;
6030 }
6031
6032 struct constraint {
6033         unsigned        size;
6034         isl_int         *c;
6035 };
6036
6037 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
6038 {
6039         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
6040         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
6041         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
6042         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
6043 }
6044
6045 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
6046         struct isl_basic_map *bmap)
6047 {
6048         int i;
6049         struct constraint *c;
6050         unsigned total;
6051
6052         if (!bmap)
6053                 return NULL;
6054         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6055         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6056         if (!c)
6057                 goto error;
6058         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6059                 c[i].size = total;
6060                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6061         }
6062         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6063         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
6064                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
6065         free(c);
6066         return bmap;
6067 error:
6068         isl_basic_map_free(bmap);
6069         return NULL;
6070 }
6071
6072 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
6073         __isl_take isl_basic_set *bset)
6074 {
6075         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
6076                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6077 }
6078
6079 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
6080 {
6081         if (!bmap)
6082                 return NULL;
6083         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
6084                 return bmap;
6085         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
6086         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
6087         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
6088         return bmap;
6089 }
6090
6091 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
6092 {
6093         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
6094                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6095 }
6096
6097 int isl_basic_map_fast_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6098         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6099 {
6100         int i, cmp;
6101         unsigned total;
6102
6103         if (bmap1 == bmap2)
6104                 return 0;
6105         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
6106                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
6107         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
6108                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6109         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
6110                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6111         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
6112             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6113                 return 0;
6114         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6115                 return 1;
6116         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6117                 return -1;
6118         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
6119                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
6120         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
6121                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
6122         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
6123                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
6124         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6125         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
6126                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
6127                 if (cmp)
6128                         return cmp;
6129         }
6130         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
6131                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
6132                 if (cmp)
6133                         return cmp;
6134         }
6135         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
6136                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
6137                 if (cmp)
6138                         return cmp;
6139         }
6140         return 0;
6141 }
6142
6143 int isl_basic_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6144         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6145 {
6146         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
6147 }
6148
6149 int isl_basic_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6150         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6151 {
6152         return isl_basic_map_fast_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
6153                                             (isl_basic_map *)bset2);
6154 }
6155
6156 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
6157 {
6158         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
6159         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
6160
6161         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
6162 }
6163
6164 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
6165  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
6166  * meaning of any possible other copies of map.
6167  */
6168 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
6169 {
6170         int i, j;
6171         struct isl_basic_map *bmap;
6172
6173         if (!map)
6174                 return NULL;
6175         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
6176                 return map;
6177         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6178                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6179                 if (!bmap)
6180                         goto error;
6181                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6182                 map->p[i] = bmap;
6183         }
6184         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
6185         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6186         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
6187         if (!map)
6188                 return NULL;
6189         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
6190                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
6191                         continue;
6192                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
6193                 for (j = i; j < map->n; ++j)
6194                         map->p[j-1] = map->p[j];
6195                 map->n--;
6196         }
6197         return map;
6198 error:
6199         isl_map_free(map);
6200         return NULL;
6201
6202 }
6203
6204 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
6205 {
6206         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
6207 }
6208
6209 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6210 {
6211         int i;
6212         int equal;
6213
6214         if (!map1 || !map2)
6215                 return -1;
6216
6217         if (map1 == map2)
6218                 return 1;
6219         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
6220                 return 0;
6221
6222         map1 = isl_map_copy(map1);
6223         map2 = isl_map_copy(map2);
6224         map1 = isl_map_normalize(map1);
6225         map2 = isl_map_normalize(map2);
6226         if (!map1 || !map2)
6227                 goto error;
6228         equal = map1->n == map2->n;
6229         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
6230                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
6231                 if (equal < 0)
6232                         goto error;
6233         }
6234         isl_map_free(map1);
6235         isl_map_free(map2);
6236         return equal;
6237 error:
6238         isl_map_free(map1);
6239         isl_map_free(map2);
6240         return -1;
6241 }
6242
6243 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6244 {
6245         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
6246                                                 (struct isl_map *)set2);
6247 }
6248
6249 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
6250  */
6251 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
6252         isl_int min, isl_int max)
6253 {
6254         int k;
6255         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6256
6257         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
6258         if (!bset)
6259                 goto error;
6260
6261         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6262         if (k < 0)
6263                 goto error;
6264         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
6265         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
6266
6267         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6268         if (k < 0)
6269                 goto error;
6270         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
6271         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
6272
6273         return bset;
6274 error:
6275         isl_basic_set_free(bset);
6276         return NULL;
6277 }
6278
6279 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
6280  */
6281 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
6282 {
6283         int i;
6284         unsigned dim;
6285         unsigned nparam;
6286         unsigned extra;
6287         unsigned n_eq;
6288         unsigned n_ineq;
6289         struct isl_basic_set *product = NULL;
6290
6291         if (!list)
6292                 goto error;
6293         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
6294         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
6295         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
6296         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
6297         extra = list->p[0]->n_div;
6298         n_eq = list->p[0]->n_eq;
6299         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
6300         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
6301                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
6302                 isl_assert(list->ctx,
6303                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
6304                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6305                 extra += list->p[i]->n_div;
6306                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
6307                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
6308         }
6309         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
6310                                         n_eq, n_ineq);
6311         if (!product)
6312                 goto error;
6313         dim = 0;
6314         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
6315                 isl_basic_set_add_constraints(product,
6316                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
6317                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6318         }
6319         isl_basic_set_list_free(list);
6320         return product;
6321 error:
6322         isl_basic_set_free(product);
6323         isl_basic_set_list_free(list);
6324         return NULL;
6325 }
6326
6327 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
6328                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6329 {
6330         struct isl_dim *dim_result = NULL;
6331         struct isl_basic_map *bmap;
6332         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
6333         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
6334
6335         if (!bmap1 || !bmap2)
6336                 goto error;
6337
6338         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
6339                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
6340         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
6341                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
6342
6343         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
6344         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
6345         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
6346         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
6347         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
6348
6349         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
6350         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6351         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
6352         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6353         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
6354         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
6355         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
6356         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
6357         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
6358         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
6359         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
6360
6361         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
6362                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
6363                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
6364                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
6365         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
6366         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
6367         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
6368         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6369 error:
6370         isl_basic_map_free(bmap1);
6371         isl_basic_map_free(bmap2);
6372         return NULL;
6373 }
6374
6375 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
6376  */
6377 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6378 {
6379         unsigned flags = 0;
6380         struct isl_map *result;
6381         int i, j;
6382
6383         if (!map1 || !map2)
6384                 goto error;
6385
6386         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
6387                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
6388
6389         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6390             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6391                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6392
6393         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
6394                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
6395                                 map1->n * map2->n, flags);
6396         if (!result)
6397                 goto error;
6398         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6399                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6400                         struct isl_basic_map *part;
6401                         part = isl_basic_map_product(
6402                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6403                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
6404                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
6405                                 isl_basic_map_free(part);
6406                         else
6407                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
6408                         if (!result)
6409                                 goto error;
6410                 }
6411         isl_map_free(map1);
6412         isl_map_free(map2);
6413         return result;
6414 error:
6415         isl_map_free(map1);
6416         isl_map_free(map2);
6417         return NULL;
6418 }
6419
6420 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
6421  */
6422 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6423 {
6424         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
6425                                                  (struct isl_map *)set2);
6426 }
6427
6428 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
6429 {
6430         int i;
6431         uint32_t hash = isl_hash_init();
6432         unsigned total;
6433
6434         if (!bset)
6435                 return 0;
6436         bset = isl_basic_set_copy(bset);
6437         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
6438         if (!bset)
6439                 return 0;
6440         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6441         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
6442         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6443                 uint32_t c_hash;
6444                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
6445                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6446         }
6447         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
6448         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6449                 uint32_t c_hash;
6450                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
6451                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6452         }
6453         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
6454         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
6455                 uint32_t c_hash;
6456                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
6457                         continue;
6458                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
6459                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
6460                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
6461         }
6462         isl_basic_set_free(bset);
6463         return hash;
6464 }
6465
6466 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
6467 {
6468         int i;
6469         uint32_t hash;
6470
6471         if (!set)
6472                 return 0;
6473         set = isl_set_copy(set);
6474         set = isl_set_normalize(set);
6475         if (!set)
6476                 return 0;
6477
6478         hash = isl_hash_init();
6479         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6480                 uint32_t bset_hash;
6481                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
6482                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
6483         }
6484
6485         isl_set_free(set);
6486
6487         return hash;
6488 }
6489
6490 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6491  * by the values of the other parameters and variables.
6492  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
6493  */
6494 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
6495 {
6496         int i;
6497         unsigned nparam;
6498
6499         if (!bset)
6500                 return -1;
6501         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6502         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
6503                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
6504                         return 1;
6505         return 0;
6506 }
6507
6508 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
6509  * by the values of the other parameters and variables.
6510  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
6511  * for each of the subsets.
6512  */
6513 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
6514 {
6515         int i;
6516
6517         if (!set)
6518                 return -1;
6519         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6520                 int unique;
6521                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
6522                 if (unique != 1)
6523                         return unique;
6524         }
6525         return 1;
6526 }
6527
6528 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
6529         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
6530 {
6531         int i;
6532
6533         if (!map)
6534                 return -1;
6535
6536         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6537                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
6538                         return -1;
6539
6540         return 0;
6541 }
6542
6543 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
6544         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
6545 {
6546         int i;
6547
6548         if (!set)
6549                 return -1;
6550
6551         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6552                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
6553                         return -1;
6554
6555         return 0;
6556 }
6557
6558 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
6559 {
6560         struct isl_dim *dim;
6561
6562         if (!bset)
6563                 return NULL;
6564
6565         if (bset->n_div == 0)
6566                 return bset;
6567
6568         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6569         if (!bset)
6570                 return NULL;
6571
6572         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
6573         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, bset->n_div);
6574         if (!dim)
6575                 goto error;
6576         isl_dim_free(bset->dim);
6577         bset->dim = dim;
6578         bset->n_div = 0;
6579
6580         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6581
6582         return bset;
6583 error:
6584         isl_basic_set_free(bset);
6585         return NULL;
6586 }
6587
6588 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
6589 {
6590         int i;
6591         struct isl_dim *dim;
6592         unsigned n_div;
6593
6594         set = isl_set_align_divs(set);
6595
6596         if (!set)
6597                 return NULL;
6598         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0)
6599                 return set;
6600
6601         set = isl_set_cow(set);
6602         if (!set)
6603                 return NULL;
6604
6605         n_div = set->p[0]->n_div;
6606         dim = isl_set_get_dim(set);
6607         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, n_div);
6608         if (!dim)
6609                 goto error;
6610         isl_dim_free(set->dim);
6611         set->dim = dim;
6612
6613         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6614                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
6615                 if (!set->p[i])
6616                         goto error;
6617         }
6618
6619         return set;
6620 error:
6621         isl_set_free(set);
6622         return NULL;
6623 }
6624
6625 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
6626 {
6627         struct isl_dim *dim;
6628         struct isl_basic_map *bmap;
6629         unsigned n_set;
6630         unsigned n_div;
6631         unsigned n_param;
6632         unsigned total;
6633         int i, k, l;
6634
6635         set = isl_set_align_divs(set);
6636
6637         if (!set)
6638                 return NULL;
6639
6640         dim = isl_set_get_dim(set);
6641         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
6642                 isl_set_free(set);
6643                 return isl_map_identity(dim);
6644         }
6645
6646         n_div = set->p[0]->n_div;
6647         dim = isl_dim_map(dim);
6648         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
6649         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
6650         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
6651         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
6652         for (i = 0; i < n_set; ++i)
6653                 bmap = var_equal(bmap, i);
6654
6655         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
6656         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
6657                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6658                 if (k < 0)
6659                         goto error;
6660                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
6661                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
6662                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
6663                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
6664                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
6665                             set->p[0]->div[i][0]);
6666
6667                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
6668                 if (l < 0)
6669                         goto error;
6670                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
6671                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
6672                             set->p[0]->div[i][0]);
6673                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
6674         }
6675
6676         isl_set_free(set);
6677         return isl_map_from_basic_map(bmap);
6678 error:
6679         isl_set_free(set);
6680         isl_basic_map_free(bmap);
6681         return NULL;
6682 }
6683
6684 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6685 {
6686         unsigned dim;
6687         int size = 0;
6688
6689         if (!bset)
6690                 return -1;
6691
6692         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
6693         size += bset->n_eq * (1 + dim);
6694         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
6695         size += bset->n_div * (2 + dim);
6696
6697         return size;
6698 }
6699
6700 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
6701 {
6702         int i;
6703         int size = 0;
6704
6705         if (!set)
6706                 return -1;
6707
6708         for (i = 0; i < set->n; ++i)
6709                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
6710
6711         return size;
6712 }
6713
6714 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6715         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6716 {
6717         int i;
6718         int lower, upper;
6719
6720         if (!bmap)
6721                 return -1;
6722
6723         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
6724
6725         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
6726
6727         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
6728                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
6729                         return 1;
6730
6731         lower = upper = 0;
6732         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6733                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
6734                 if (sgn > 0)
6735                         lower = 1;
6736                 if (sgn < 0)
6737                         upper = 1;
6738         }
6739
6740         return lower && upper;
6741 }
6742
6743 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
6744         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6745 {
6746         int i;
6747
6748         if (!map)
6749                 return -1;
6750
6751         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6752                 int bounded;
6753                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
6754                 if (bounded < 0 || !bounded)
6755                         return bounded;
6756         }
6757
6758         return 1;
6759 }
6760
6761 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
6762  * and a lower bound.
6763  */
6764 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
6765         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
6766 {
6767         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
6768 }
6769
6770 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
6771  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
6772  * elements of the array "signs".
6773  * Sign
6774  *      1 means that the variable is non-negative
6775  *      -1 means that the variable is non-positive
6776  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
6777  */
6778 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6779         unsigned first, unsigned n, int *signs)
6780 {
6781         isl_vec *bound = NULL;
6782         struct isl_tab *tab = NULL;
6783         struct isl_tab_undo *snap;
6784         int i;
6785
6786         if (!bset || !signs)
6787                 return -1;
6788
6789         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6790         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
6791         if (!bound || !tab)
6792                 goto error;
6793
6794         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
6795         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
6796
6797         snap = isl_tab_snap(tab);
6798         for (i = 0; i < n; ++i) {
6799                 int empty;
6800
6801                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
6802                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6803                         goto error;
6804                 empty = tab->empty;
6805                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6806                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6807                         goto error;
6808
6809                 if (empty) {
6810                         signs[i] = 1;
6811                         continue;
6812                 }
6813
6814                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
6815                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
6816                         goto error;
6817                 empty = tab->empty;
6818                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
6819                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
6820                         goto error;
6821
6822                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
6823         }
6824
6825         isl_tab_free(tab);
6826         isl_vec_free(bound);
6827         return 0;
6828 error:
6829         isl_tab_free(tab);
6830         isl_vec_free(bound);
6831         return -1;
6832 }
6833
6834 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6835         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
6836 {
6837         if (!bset || !signs)
6838                 return -1;
6839         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
6840                 return -1);
6841
6842         first += pos(bset->dim, type) - 1;
6843         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
6844 }
6845
6846 /* Check if the given map is single-valued.
6847  * We simply compute
6848  *
6849  *      M \circ M^-1
6850  *
6851  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
6852  */
6853 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
6854 {
6855         isl_map *test;
6856         isl_map *id;
6857         int sv;
6858
6859         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
6860         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
6861
6862         id = isl_map_identity(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
6863
6864         sv = isl_map_is_subset(test, id);
6865
6866         isl_map_free(test);
6867         isl_map_free(id);
6868
6869         return sv;
6870 }
6871
6872 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
6873 {
6874         int sv;
6875
6876         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6877         if (sv < 0 || !sv)
6878                 return sv;
6879
6880         map = isl_map_copy(map);
6881         map = isl_map_reverse(map);
6882         sv = isl_map_is_single_valued(map);
6883         isl_map_free(map);
6884
6885         return sv;
6886 }
6887
6888 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
6889 {
6890         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
6891 }
6892
6893 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
6894 {
6895         int ok;
6896         isl_set *delta;
6897
6898         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
6899         ok = isl_set_is_singleton(delta);
6900         isl_set_free(delta);
6901
6902         return ok;
6903 }
6904
6905 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
6906 {
6907         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
6908                 return 0;
6909         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
6910                 return 0;
6911         return 1;
6912 }
6913
6914 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6915 {
6916         int i, j;
6917         unsigned nvar;
6918         unsigned ovar;
6919
6920         if (!bset)
6921                 return -1;
6922
6923         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
6924                 return 0;
6925
6926         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
6927         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
6928         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
6929                 int lower = 0, upper = 0;
6930                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6931                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
6932                                 continue;
6933                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6934                                 return 0;
6935                         break;
6936                 }
6937                 if (i < bset->n_eq)
6938                         continue;
6939                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6940                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6941                                 continue;
6942                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
6943                                 return 0;
6944                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
6945                                 lower = 1;
6946                         else
6947                                 upper = 1;
6948                 }
6949                 if (!lower || !upper)
6950                         return 0;
6951         }
6952
6953         return 1;
6954 }
6955
6956 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
6957 {
6958         if (!set)
6959                 return -1;
6960         if (set->n != 1)
6961                 return 0;
6962
6963         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
6964 }