isl_map.c

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