isl_map.c

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