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 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
2511         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
2512 {
2513         struct isl_basic_map *bmap;
2514         struct isl_ctx *ctx;
2515         unsigned total;
2516         int i;
2517
2518         if (!bset || !like)
2519                 goto error;
2520         ctx = bset->ctx;
2521         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
2522         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
2523         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
2524                         goto error);
2525         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
2526                 isl_basic_map_free(like);
2527                 return (struct isl_basic_map *)bset;
2528         }
2529         bset = isl_basic_set_cow(bset);
2530         if (!bset)
2531                 goto error;
2532         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
2533         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
2534         isl_dim_free(bmap->dim);
2535         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
2536         if (!bmap->dim)
2537                 goto error;
2538         bmap->n_div = like->n_div;
2539         bmap->extra += like->n_div;
2540         if (bmap->extra) {
2541                 unsigned ltotal;
2542                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
2543                 if (ltotal > total)
2544                         ltotal = total;
2545                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
2546                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
2547                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
2548                         goto error;
2549                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
2550                                                 bmap->extra);
2551                 if (!bmap->div)
2552                         goto error;
2553                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2554                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
2555                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2556                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
2557                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
2558                 }
2559                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
2560                                                         0, 2 * like->n_div);
2561                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
2562                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2563                                 continue;
2564                         if (add_div_constraints(bmap, i) < 0)
2565                                 goto error;
2566                 }
2567         }
2568         isl_basic_map_free(like);
2569         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2570         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2571         return bmap;
2572 error:
2573         isl_basic_map_free(like);
2574         isl_basic_set_free(bset);
2575         return NULL;
2576 }
2577
2578 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
2579         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
2580 {
2581         return (struct isl_basic_set *)
2582                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
2583 }
2584
2585 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
2586         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
2587 {
2588         int i;
2589
2590         if (!set || !like)
2591                 goto error;
2592         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
2593                     goto error);
2594         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
2595                 isl_basic_set_free(like);
2596                 return set;
2597         }
2598         set = isl_set_cow(set);
2599         if (!set)
2600                 goto error;
2601         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2602                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
2603                                                       isl_basic_set_copy(like));
2604                 if (!set->p[i])
2605                         goto error;
2606         }
2607         isl_dim_free(set->dim);
2608         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
2609         if (!set->dim)
2610                 goto error;
2611         isl_basic_set_free(like);
2612         return set;
2613 error:
2614         isl_basic_set_free(like);
2615         isl_set_free(set);
2616         return NULL;
2617 }
2618
2619 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
2620 {
2621         int i;
2622
2623         map = isl_map_cow(map);
2624         if (!map)
2625                 return NULL;
2626         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
2627         if (!map->dim)
2628                 goto error;
2629
2630         for (i = 1; i < map->n; ++i)
2631                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
2632                                 goto error);
2633         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2634                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
2635                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
2636                 if (!map->p[i])
2637                         goto error;
2638         }
2639         if (map->n == 0)
2640                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
2641         else {
2642                 isl_dim_free(map->dim);
2643                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
2644         }
2645         if (!map->dim)
2646                 goto error;
2647         return (struct isl_set *)map;
2648 error:
2649         isl_map_free(map);
2650         return NULL;
2651 }
2652
2653 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
2654 {
2655         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
2656 }
2657
2658 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
2659 {
2660         struct isl_basic_set *domain;
2661         unsigned n_in;
2662         unsigned n_out;
2663         if (!bmap)
2664                 return NULL;
2665         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2666         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
2667         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2668         return isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
2669 }
2670
2671 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
2672 {
2673         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
2674 }
2675
2676 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
2677 {
2678         int i;
2679         struct isl_set *set;
2680
2681         if (!map)
2682                 goto error;
2683         map = isl_map_cow(map);
2684         if (!map)
2685                 goto error;
2686
2687         set = (struct isl_set *) map;
2688         if (set->dim->n_in != 0) {
2689                 set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
2690                 if (!set->dim)
2691                         goto error;
2692         }
2693         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2694                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
2695                 if (!set->p[i])
2696                         goto error;
2697         }
2698         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
2699         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
2700         return set;
2701 error:
2702         isl_map_free(map);
2703         return NULL;
2704 }
2705
2706 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
2707 {
2708         int i;
2709         struct isl_map *map = NULL;
2710
2711         set = isl_set_cow(set);
2712         if (!set || !dim)
2713                 goto error;
2714         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
2715         map = (struct isl_map *)set;
2716         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2717                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
2718                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
2719                 if (!map->p[i])
2720                         goto error;
2721         }
2722         isl_dim_free(map->dim);
2723         map->dim = dim;
2724         return map;
2725 error:
2726         isl_dim_free(dim);
2727         isl_set_free(set);
2728         return NULL;
2729 }
2730
2731 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
2732 {
2733         return (struct isl_map *)set;
2734 }
2735
2736 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
2737 {
2738         int i;
2739         struct isl_set *set = NULL;
2740
2741         if (!map)
2742                 return NULL;
2743         map = isl_map_cow(map);
2744         if (!map)
2745                 return NULL;
2746         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
2747         if (!map->dim)
2748                 goto error;
2749         map->dim->n_out += map->dim->n_in;
2750         map->dim->n_in = 0;
2751         set = (struct isl_set *)map;
2752         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2753                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
2754                 if (!set->p[i])
2755                         goto error;
2756         }
2757         return set;
2758 error:
2759         isl_map_free(map);
2760         return NULL;
2761 }
2762
2763 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
2764 {
2765         struct isl_map *map;
2766
2767         if (!dim)
2768                 return NULL;
2769         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
2770         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
2771                         sizeof(struct isl_map) +
2772                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
2773         if (!map)
2774                 goto error;
2775
2776         map->ctx = dim->ctx;
2777         isl_ctx_ref(map->ctx);
2778         map->ref = 1;
2779         map->size = n;
2780         map->n = 0;
2781         map->dim = dim;
2782         map->flags = flags;
2783         return map;
2784 error:
2785         isl_dim_free(dim);
2786         return NULL;
2787 }
2788
2789 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2790                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
2791                 unsigned flags)
2792 {
2793         struct isl_map *map;
2794         struct isl_dim *dims;
2795
2796         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
2797         if (!dims)
2798                 return NULL;
2799
2800         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
2801         return map;
2802 }
2803
2804 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
2805 {
2806         struct isl_basic_map *bmap;
2807         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
2808         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2809         return bmap;
2810 }
2811
2812 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
2813 {
2814         struct isl_basic_set *bset;
2815         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
2816         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
2817         return bset;
2818 }
2819
2820 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
2821 {
2822         struct isl_basic_map *bmap;
2823         if (!model)
2824                 return NULL;
2825         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2826         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2827         return bmap;
2828 }
2829
2830 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
2831 {
2832         struct isl_basic_map *bmap;
2833         if (!model)
2834                 return NULL;
2835         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2836         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
2837         return bmap;
2838 }
2839
2840 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
2841 {
2842         struct isl_basic_set *bset;
2843         if (!model)
2844                 return NULL;
2845         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
2846         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
2847         return bset;
2848 }
2849
2850 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
2851 {
2852         struct isl_basic_map *bmap;
2853         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
2854         return bmap;
2855 }
2856
2857 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
2858 {
2859         struct isl_basic_set *bset;
2860         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
2861         return bset;
2862 }
2863
2864 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
2865                 __isl_keep isl_basic_map *model)
2866 {
2867         if (!model)
2868                 return NULL;
2869         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2870 }
2871
2872 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
2873 {
2874         if (!model)
2875                 return NULL;
2876         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2877 }
2878
2879 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
2880         __isl_keep isl_set *model)
2881 {
2882         if (!model)
2883                 return NULL;
2884         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
2885 }
2886
2887 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
2888 {
2889         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2890 }
2891
2892 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
2893 {
2894         if (!model)
2895                 return NULL;
2896         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2897 }
2898
2899 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
2900 {
2901         if (!model)
2902                 return NULL;
2903         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2904 }
2905
2906 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
2907 {
2908         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
2909 }
2910
2911 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
2912 {
2913         if (!model)
2914                 return NULL;
2915         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
2916 }
2917
2918 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
2919 {
2920         struct isl_map *map;
2921         if (!dim)
2922                 return NULL;
2923         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2924         map = isl_map_add(map, isl_basic_map_universe(dim));
2925         return map;
2926 }
2927
2928 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
2929 {
2930         struct isl_set *set;
2931         if (!dim)
2932                 return NULL;
2933         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2934         set = isl_set_add(set, isl_basic_set_universe(dim));
2935         return set;
2936 }
2937
2938 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
2939 {
2940         if (!model)
2941                 return NULL;
2942         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
2943 }
2944
2945 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
2946 {
2947         int i;
2948         struct isl_map *dup;
2949
2950         if (!map)
2951                 return NULL;
2952         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
2953         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2954                 dup = isl_map_add(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
2955         return dup;
2956 }
2957
2958 struct isl_map *isl_map_add(struct isl_map *map, struct isl_basic_map *bmap)
2959 {
2960         if (!bmap || !map)
2961                 goto error;
2962         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
2963                 isl_basic_map_free(bmap);
2964                 return map;
2965         }
2966         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
2967         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
2968         map->p[map->n] = bmap;
2969         map->n++;
2970         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
2971         return map;
2972 error:
2973         if (map)
2974                 isl_map_free(map);
2975         if (bmap)
2976                 isl_basic_map_free(bmap);
2977         return NULL;
2978 }
2979
2980 void isl_map_free(struct isl_map *map)
2981 {
2982         int i;
2983
2984         if (!map)
2985                 return;
2986
2987         if (--map->ref > 0)
2988                 return;
2989
2990         isl_ctx_deref(map->ctx);
2991         for (i = 0; i < map->n; ++i)
2992                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
2993         isl_dim_free(map->dim);
2994         free(map);
2995 }
2996
2997 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
2998                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
2999 {
3000         int i;
3001
3002         base = isl_map_cow(base);
3003         if (!base)
3004                 return NULL;
3005
3006         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
3007         if (!base->dim)
3008                 goto error;
3009         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
3010                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
3011                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
3012                 if (!base->p[i])
3013                         goto error;
3014         }
3015         return base;
3016 error:
3017         isl_map_free(base);
3018         return NULL;
3019 }
3020
3021 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
3022                 unsigned nparam, unsigned dim)
3023 {
3024         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
3025                                                         nparam, 0, dim);
3026 }
3027
3028 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(struct isl_basic_map *bmap,
3029                 unsigned pos, int value)
3030 {
3031         int j;
3032
3033         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3034         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
3035         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3036         if (j < 0)
3037                 goto error;
3038         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
3039         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
3040         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
3041         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3042         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3043 error:
3044         isl_basic_map_free(bmap);
3045         return NULL;
3046 }
3047
3048 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
3049                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3050 {
3051         if (!bmap)
3052                 return NULL;
3053         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
3054         return isl_basic_map_fix_pos(bmap, isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos,
3055                                         value);
3056 error:
3057         isl_basic_map_free(bmap);
3058         return NULL;
3059 }
3060
3061 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
3062                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3063 {
3064         return (struct isl_basic_set *)
3065                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3066                                         type, pos, value);
3067 }
3068
3069 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
3070                 unsigned input, int value)
3071 {
3072         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
3073 }
3074
3075 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
3076                 unsigned dim, int value)
3077 {
3078         return (struct isl_basic_set *)
3079                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
3080                                         isl_dim_set, dim, value);
3081 }
3082
3083 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
3084                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
3085 {
3086         int i;
3087
3088         map = isl_map_cow(map);
3089         if (!map)
3090                 return NULL;
3091
3092         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
3093         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3094                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
3095                 if (!map->p[i])
3096                         goto error;
3097         }
3098         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3099         return map;
3100 error:
3101         isl_map_free(map);
3102         return NULL;
3103 }
3104
3105 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
3106                 unsigned input, int value)
3107 {
3108         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
3109 }
3110
3111 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
3112 {
3113         return (struct isl_set *)
3114                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
3115 }
3116
3117 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
3118         unsigned dim, isl_int value)
3119 {
3120         int j;
3121
3122         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3123         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
3124         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3125         if (j < 0)
3126                 goto error;
3127         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3128         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
3129         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
3130         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
3131         return isl_basic_set_finalize(bset);
3132 error:
3133         isl_basic_set_free(bset);
3134         return NULL;
3135 }
3136
3137 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
3138                                         isl_int value)
3139 {
3140         int i;
3141
3142         set = isl_set_cow(set);
3143         if (!set)
3144                 return NULL;
3145
3146         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
3147         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3148                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
3149                 if (!set->p[i])
3150                         goto error;
3151         }
3152         return set;
3153 error:
3154         isl_set_free(set);
3155         return NULL;
3156 }
3157
3158 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
3159 {
3160         int i;
3161
3162         map = isl_map_cow(map);
3163         if (!map)
3164                 return NULL;
3165
3166         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
3167         if (!map->dim)
3168                 goto error;
3169         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3170                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
3171                 if (!map->p[i])
3172                         goto error;
3173         }
3174         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3175         return map;
3176 error:
3177         isl_map_free(map);
3178         return NULL;
3179 }
3180
3181 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
3182                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3183                 struct isl_set **empty, int max)
3184 {
3185         if (!bmap)
3186                 goto error;
3187         if (bmap->ctx->pip == ISL_PIP_PIP)
3188                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3189         else
3190                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
3191 error:
3192         isl_basic_map_free(bmap);
3193         isl_basic_set_free(dom);
3194         if (empty)
3195                 *empty = NULL;
3196         return NULL;
3197 }
3198
3199 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
3200                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3201                 struct isl_set **empty)
3202 {
3203         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
3204 }
3205
3206 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
3207                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
3208                 struct isl_set **empty)
3209 {
3210         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
3211 }
3212
3213 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
3214                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
3215                 struct isl_set **empty)
3216 {
3217         return (struct isl_set *)
3218                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
3219                         dom, empty);
3220 }
3221
3222 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
3223                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
3224                 struct isl_set **empty)
3225 {
3226         return (struct isl_set *)
3227                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
3228                         dom, empty);
3229 }
3230
3231 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
3232 {
3233         struct isl_basic_set *dom = NULL;
3234         struct isl_map *min;
3235         struct isl_dim *dom_dim;
3236
3237         if (!bmap)
3238                 goto error;
3239         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
3240         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
3241         return isl_basic_map_partial_lexmin(bmap, dom, NULL);
3242 error:
3243         isl_basic_map_free(bmap);
3244         return NULL;
3245 }
3246
3247 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
3248 {
3249         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
3250 }
3251
3252 static struct isl_map *isl_map_reset_dim(struct isl_map *map,
3253         struct isl_dim *dim)
3254 {
3255         int i;
3256
3257         if (!map || !dim)
3258                 goto error;
3259
3260         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3261                 isl_dim_free(map->p[i]->dim);
3262                 map->p[i]->dim = isl_dim_copy(dim);
3263         }
3264         isl_dim_free(map->dim);
3265         map->dim = dim;
3266
3267         return map;
3268 error:
3269         isl_map_free(map);
3270         isl_dim_free(dim);
3271         return NULL;
3272 }
3273
3274 static struct isl_set *isl_set_reset_dim(struct isl_set *set,
3275         struct isl_dim *dim)
3276 {
3277         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3278 }
3279
3280 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
3281  * bset is assumed to have only parameters and divs.
3282  */
3283 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
3284         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
3285 {
3286         unsigned nparam;
3287
3288         if (!bset || !mat)
3289                 goto error;
3290
3291         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
3292         if (!bset->dim)
3293                 goto error;
3294
3295         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
3296
3297         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
3298
3299         bset->dim->nparam = 0;
3300         bset->dim->n_out = nparam;
3301         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
3302         if (bset) {
3303                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
3304                 bset->dim->n_out = 0;
3305         }
3306         return bset;
3307 error:
3308         isl_mat_free(mat);
3309         isl_basic_set_free(bset);
3310         return NULL;
3311 }
3312
3313 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
3314  * set is assumed to have only parameters and divs.
3315  */
3316 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
3317         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
3318 {
3319         struct isl_dim *dim = NULL;
3320         unsigned nparam;
3321
3322         if (!set || !mat)
3323                 goto error;
3324
3325         dim = isl_dim_copy(set->dim);
3326         dim = isl_dim_cow(dim);
3327         if (!dim)
3328                 goto error;
3329
3330         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
3331
3332         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
3333
3334         dim->nparam = 0;
3335         dim->n_out = nparam;
3336         isl_set_reset_dim(set, dim);
3337         set = isl_set_preimage(set, mat);
3338         if (!set)
3339                 goto error2;
3340         dim = isl_dim_copy(set->dim);
3341         dim = isl_dim_cow(dim);
3342         if (!dim)
3343                 goto error2;
3344         dim->nparam = dim->n_out;
3345         dim->n_out = 0;
3346         isl_set_reset_dim(set, dim);
3347         return set;
3348 error:
3349         isl_dim_free(dim);
3350         isl_mat_free(mat);
3351 error2:
3352         isl_set_free(set);
3353         return NULL;
3354 }
3355
3356 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
3357  * equalities in "eq".
3358  */
3359 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
3360         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
3361 {
3362         int i, k;
3363         unsigned len;
3364
3365         if (!bset || !eq)
3366                 goto error;
3367
3368         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
3369                                         eq->n_row, 0);
3370         if (!bset)
3371                 goto error;
3372
3373         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
3374         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
3375                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
3376                 if (k < 0)
3377                         goto error;
3378                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
3379                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
3380         }
3381         isl_mat_free(eq);
3382
3383         return bset;
3384 error:
3385         isl_mat_free(eq);
3386         isl_basic_set_free(bset);
3387         return NULL;
3388 }
3389
3390 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
3391  * equalities in "eq".
3392  */
3393 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
3394         struct isl_mat *eq)
3395 {
3396         int i;
3397
3398         if (!set || !eq)
3399                 goto error;
3400
3401         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3402                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
3403                                         isl_mat_copy(eq));
3404                 if (!set->p[i])
3405                         goto error;
3406         }
3407         isl_mat_free(eq);
3408         return set;
3409 error:
3410         isl_mat_free(eq);
3411         isl_set_free(set);
3412         return NULL;
3413 }
3414
3415 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
3416  * new, explicit, existential variables in the constraints.
3417  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
3418  * The output has the same parameters, but only
3419  * explicit existentially quantified variables.
3420  *
3421  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
3422  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
3423  * among the parameters by performing a variable compression on
3424  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
3425  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
3426  */
3427 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
3428 {
3429         int i, j;
3430         struct isl_mat *eq;
3431         struct isl_mat *T, *T2;
3432         struct isl_set *set;
3433         unsigned nparam, n_div;
3434
3435         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3436         if (!bset)
3437                 return NULL;
3438
3439         if (bset->n_eq == 0)
3440                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
3441
3442         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
3443
3444         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
3445         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
3446
3447         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
3448                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
3449                         ++i;
3450         }
3451         if (i == bset->n_eq)
3452                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
3453
3454         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
3455                 0, 1 + nparam);
3456         eq = isl_mat_cow(eq);
3457         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
3458         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
3459
3460         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
3461         set = set_parameter_preimage(set, T2);
3462         set = set_append_equalities(set, eq);
3463         return set;
3464 }
3465
3466 /* Compute an explicit representation for all the existentially
3467  * quantified variables.
3468  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
3469  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
3470  * no input or output dimensions and the dimension specification
3471  * is reset to that of the input.
3472  */
3473 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
3474 {
3475         struct isl_basic_set *bset;
3476         struct isl_set *set;
3477         struct isl_map *map;
3478         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
3479         unsigned         nparam;
3480         unsigned         n_in;
3481         unsigned         n_out;
3482
3483         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3484         if (!bmap)
3485                 return NULL;
3486
3487         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3488         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3489         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3490         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
3491         if (!dim)
3492                 goto error;
3493
3494         orig_dim = bmap->dim;
3495         bmap->dim = dim;
3496         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
3497
3498         set = parameter_compute_divs(bset);
3499         map = (struct isl_map *)set;
3500         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
3501
3502         return map;
3503 error:
3504         isl_basic_map_free(bmap);
3505         return NULL;
3506 }
3507
3508 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
3509  * expressions for them.  However, this computation may be
3510  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
3511  * strictly needed.
3512  */
3513 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
3514 {
3515         int i;
3516         unsigned off;
3517
3518         if (!bmap)
3519                 return NULL;
3520         off = isl_dim_total(bmap->dim);
3521         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
3522                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3523                         break;
3524                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
3525                                 goto error);
3526         }
3527         if (i == bmap->n_div)
3528                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
3529         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3530         if (!bmap)
3531                 goto error;
3532         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3533                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3534                         break;
3535         if (i == bmap->n_div)
3536                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
3537         struct isl_map *map = compute_divs(bmap);
3538         return map;
3539 error:
3540         isl_basic_map_free(bmap);
3541         return NULL;
3542 }
3543
3544 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
3545 {
3546         int i;
3547         struct isl_map *res;
3548
3549         if (!map)
3550                 return NULL;
3551         if (map->n == 0)
3552                 return map;
3553         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
3554         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
3555                 struct isl_map *r2;
3556                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
3557                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
3558                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
3559                 else
3560                         res = isl_map_union(res, r2);
3561         }
3562         isl_map_free(map);
3563
3564         return res;
3565 }
3566
3567 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
3568 {
3569         return (struct isl_set *)
3570                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
3571 }
3572
3573 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
3574 {
3575         return (struct isl_set *)
3576                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
3577 }
3578
3579 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
3580 {
3581         int i;
3582         struct isl_set *set;
3583
3584         if (!map)
3585                 goto error;
3586
3587         map = isl_map_cow(map);
3588         if (!map)
3589                 return NULL;
3590
3591         set = (struct isl_set *)map;
3592         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
3593         if (!set->dim)
3594                 goto error;
3595         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3596                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
3597                 if (!set->p[i])
3598                         goto error;
3599         }
3600         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3601         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3602         return set;
3603 error:
3604         isl_map_free(map);
3605         return NULL;
3606 }
3607
3608 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
3609                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3610 {
3611         int i;
3612         unsigned flags = 0;
3613         struct isl_map *map = NULL;
3614
3615         if (!map1 || !map2)
3616                 goto error;
3617
3618         if (map1->n == 0) {
3619                 isl_map_free(map1);
3620                 return map2;
3621         }
3622         if (map2->n == 0) {
3623                 isl_map_free(map2);
3624                 return map1;
3625         }
3626
3627         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3628
3629         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
3630             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
3631                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3632
3633         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
3634                                 map1->n + map2->n, flags);
3635         if (!map)
3636                 goto error;
3637         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
3638                 map = isl_map_add(map,
3639                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
3640                 if (!map)
3641                         goto error;
3642         }
3643         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
3644                 map = isl_map_add(map,
3645                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
3646                 if (!map)
3647                         goto error;
3648         }
3649         isl_map_free(map1);
3650         isl_map_free(map2);
3651         return map;
3652 error:
3653         isl_map_free(map);
3654         isl_map_free(map1);
3655         isl_map_free(map2);
3656         return NULL;
3657 }
3658
3659 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3660 {
3661         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
3662         if (!map1)
3663                 return NULL;
3664         if (map1->n > 1)
3665                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
3666         return map1;
3667 }
3668
3669 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
3670                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3671 {
3672         return (struct isl_set *)
3673                 isl_map_union_disjoint(
3674                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3675 }
3676
3677 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3678 {
3679         return (struct isl_set *)
3680                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3681 }
3682
3683 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
3684                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
3685 {
3686         unsigned flags = 0;
3687         struct isl_map *result;
3688         int i, j;
3689
3690         if (!map || !set)
3691                 goto error;
3692
3693         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
3694             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
3695                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
3696
3697         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
3698                                         map->n * set->n, flags);
3699         if (!result)
3700                 goto error;
3701         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3702                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
3703                         result = isl_map_add(result,
3704                             isl_basic_map_intersect_range(
3705                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
3706                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
3707                         if (!result)
3708                                 goto error;
3709                 }
3710         isl_map_free(map);
3711         isl_set_free(set);
3712         return result;
3713 error:
3714         isl_map_free(map);
3715         isl_set_free(set);
3716         return NULL;
3717 }
3718
3719 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
3720                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
3721 {
3722         return isl_map_reverse(
3723                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
3724 }
3725
3726 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
3727                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3728 {
3729         if (!map1 || !map2)
3730                 goto error;
3731         map1 = isl_map_reverse(map1);
3732         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
3733         return isl_map_reverse(map1);
3734 error:
3735         isl_map_free(map1);
3736         isl_map_free(map2);
3737         return NULL;
3738 }
3739
3740 struct isl_map *isl_map_apply_range(
3741                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3742 {
3743         struct isl_dim *dim_result;
3744         struct isl_map *result;
3745         int i, j;
3746
3747         if (!map1 || !map2)
3748                 goto error;
3749
3750         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
3751                                   isl_dim_copy(map2->dim));
3752
3753         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
3754         if (!result)
3755                 goto error;
3756         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3757                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3758                         result = isl_map_add(result,
3759                             isl_basic_map_apply_range(
3760                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3761                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
3762                         if (!result)
3763                                 goto error;
3764                 }
3765         isl_map_free(map1);
3766         isl_map_free(map2);
3767         if (result && result->n <= 1)
3768                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
3769         return result;
3770 error:
3771         isl_map_free(map1);
3772         isl_map_free(map2);
3773         return NULL;
3774 }
3775
3776 /*
3777  * returns range - domain
3778  */
3779 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
3780 {
3781         struct isl_basic_set *bset;
3782         unsigned dim;
3783         unsigned nparam;
3784         int i;
3785
3786         if (!bmap)
3787                 goto error;
3788         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
3789         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3790         isl_assert(bmap->ctx, dim == isl_basic_map_n_out(bmap), goto error);
3791         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3792         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3793         bset = isl_basic_set_extend(bset, nparam, 3*dim, 0, dim, 0);
3794         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
3795         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3796                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
3797                                             (struct isl_basic_map *)bset);
3798                 if (j < 0)
3799                         goto error;
3800                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3801                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
3802                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
3803                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
3804         }
3805         return isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
3806 error:
3807         isl_basic_map_free(bmap);
3808         return NULL;
3809 }
3810
3811 /*
3812  * returns range - domain
3813  */
3814 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
3815 {
3816         int i;
3817         struct isl_set *result;
3818
3819         if (!map)
3820                 return NULL;
3821
3822         isl_assert(map->ctx, isl_map_n_in(map) == isl_map_n_out(map), goto error);
3823         result = isl_set_alloc(map->ctx, isl_map_n_param(map),
3824                                         isl_map_n_in(map), map->n, map->flags);
3825         if (!result)
3826                 goto error;
3827         for (i = 0; i < map->n; ++i)
3828                 result = isl_set_add(result,
3829                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
3830         isl_map_free(map);
3831         return result;
3832 error:
3833         isl_map_free(map);
3834         return NULL;
3835 }
3836
3837 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
3838 {
3839         struct isl_basic_map *bmap;
3840         unsigned nparam;
3841         unsigned dim;
3842         int i;
3843
3844         if (!dims)
3845                 return NULL;
3846
3847         nparam = dims->nparam;
3848         dim = dims->n_out;
3849         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
3850         if (!bmap)
3851                 goto error;
3852
3853         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3854                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3855                 if (j < 0)
3856                         goto error;
3857                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3858                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
3859                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
3860         }
3861         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3862 error:
3863         isl_basic_map_free(bmap);
3864         return NULL;
3865 }
3866
3867 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
3868 {
3869         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
3870         if (!dim)
3871                 return NULL;
3872         return basic_map_identity(dim);
3873 }
3874
3875 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
3876 {
3877         if (!model || !model->dim)
3878                 return NULL;
3879         isl_assert(model->ctx,
3880                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3881         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3882 }
3883
3884 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
3885 {
3886         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
3887         return isl_map_add(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
3888 }
3889
3890 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
3891 {
3892         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
3893         if (!dim)
3894                 return NULL;
3895         return map_identity(dim);
3896 }
3897
3898 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
3899 {
3900         if (!model || !model->dim)
3901                 return NULL;
3902         isl_assert(model->ctx,
3903                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3904         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3905 }
3906
3907 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
3908 {
3909         if (!model || !model->dim)
3910                 return NULL;
3911         isl_assert(model->ctx,
3912                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
3913         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
3914 }
3915
3916 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
3917  * values.
3918  */
3919 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
3920 {
3921         int i;
3922         unsigned nparam;
3923         unsigned dim;
3924         struct isl_basic_set *bset;
3925
3926         if (!dims)
3927                 return NULL;
3928         nparam = dims->nparam;
3929         dim = dims->n_out;
3930         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
3931         if (!bset)
3932                 return NULL;
3933         for (i = 0; i < dim; ++i) {
3934                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
3935                 if (k < 0)
3936                         goto error;
3937                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
3938                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
3939         }
3940         return bset;
3941 error:
3942         isl_basic_set_free(bset);
3943         return NULL;
3944 }
3945
3946 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3947 {
3948         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3949 }
3950
3951 int isl_set_is_subset(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
3952 {
3953         return isl_map_is_subset(
3954                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
3955 }
3956
3957 int isl_basic_map_is_subset(
3958                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3959 {
3960         int is_subset;
3961         struct isl_map *map1;
3962         struct isl_map *map2;
3963
3964         if (!bmap1 || !bmap2)
3965                 return -1;
3966
3967         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
3968         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
3969
3970         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
3971
3972         isl_map_free(map1);
3973         isl_map_free(map2);
3974
3975         return is_subset;
3976 }
3977
3978 int isl_basic_map_is_equal(
3979                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3980 {
3981         int is_subset;
3982
3983         if (!bmap1 || !bmap2)
3984                 return -1;
3985         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
3986         if (is_subset != 1)
3987                 return is_subset;
3988         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
3989         return is_subset;
3990 }
3991
3992 int isl_basic_set_is_equal(
3993                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
3994 {
3995         return isl_basic_map_is_equal(
3996                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
3997 }
3998
3999 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
4000 {
4001         int i;
4002         int is_empty;
4003
4004         if (!map)
4005                 return -1;
4006         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4007                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
4008                 if (is_empty < 0)
4009                         return -1;
4010                 if (!is_empty)
4011                         return 0;
4012         }
4013         return 1;
4014 }
4015
4016 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
4017 {
4018         return map->n == 0;
4019 }
4020
4021 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
4022 {
4023         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
4024 }
4025
4026 int isl_map_is_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4027 {
4028         int is_subset = 0;
4029         struct isl_map *diff;
4030
4031         if (!map1 || !map2)
4032                 return -1;
4033
4034         if (isl_map_is_empty(map1))
4035                 return 1;
4036
4037         if (isl_map_is_empty(map2))
4038                 return 0;
4039
4040         diff = isl_map_subtract(isl_map_copy(map1), isl_map_copy(map2));
4041         if (!diff)
4042                 return -1;
4043
4044         is_subset = isl_map_is_empty(diff);
4045         isl_map_free(diff);
4046
4047         return is_subset;
4048 }
4049
4050 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4051 {
4052         int is_subset;
4053
4054         if (!map1 || !map2)
4055                 return -1;
4056         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4057         if (is_subset != 1)
4058                 return is_subset;
4059         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
4060         return is_subset;
4061 }
4062
4063 int isl_basic_map_is_strict_subset(
4064                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4065 {
4066         int is_subset;
4067
4068         if (!bmap1 || !bmap2)
4069                 return -1;
4070         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
4071         if (is_subset != 1)
4072                 return is_subset;
4073         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
4074         if (is_subset == -1)
4075                 return is_subset;
4076         return !is_subset;
4077 }
4078
4079 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4080 {
4081         int is_subset;
4082
4083         if (!map1 || !map2)
4084                 return -1;
4085         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
4086         if (is_subset != 1)
4087                 return is_subset;
4088         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
4089         if (is_subset == -1)
4090                 return is_subset;
4091         return !is_subset;
4092 }
4093
4094 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
4095 {
4096         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
4097 }
4098
4099 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
4100 {
4101         if (!bmap)
4102                 return -1;
4103         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
4104 }
4105
4106 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
4107 {
4108         if (!bset)
4109                 return -1;
4110         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
4111 }
4112
4113 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
4114 {
4115         struct isl_basic_set *bset = NULL;
4116         struct isl_vec *sample = NULL;
4117         int empty;
4118         unsigned total;
4119
4120         if (!bmap)
4121                 return -1;
4122
4123         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4124                 return 1;
4125
4126         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
4127                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
4128                 copy = isl_basic_map_convex_hull(copy);
4129                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4130                 isl_basic_map_free(copy);
4131                 return empty;
4132         }
4133
4134         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
4135         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
4136                 int contains = basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
4137                 if (contains < 0)
4138                         return -1;
4139                 if (contains)
4140                         return 0;
4141         }
4142         isl_vec_free(bmap->sample);
4143         bmap->sample = NULL;
4144         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
4145         if (!bset)
4146                 return -1;
4147         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
4148         if (!sample)
4149                 return -1;
4150         empty = sample->size == 0;
4151         isl_vec_free(bmap->sample);
4152         bmap->sample = sample;
4153         if (empty)
4154                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4155
4156         return empty;
4157 }
4158
4159 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
4160 {
4161         if (!bmap)
4162                 return -1;
4163         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
4164 }
4165
4166 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
4167 {
4168         if (!bset)
4169                 return -1;
4170         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
4171 }
4172
4173 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
4174 {
4175         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
4176 }
4177
4178 struct isl_map *isl_basic_map_union(
4179         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
4180 {
4181         struct isl_map *map;
4182         if (!bmap1 || !bmap2)
4183                 return NULL;
4184
4185         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
4186
4187         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
4188         if (!map)
4189                 goto error;
4190         map = isl_map_add(map, bmap1);
4191         map = isl_map_add(map, bmap2);
4192         return map;
4193 error:
4194         isl_basic_map_free(bmap1);
4195         isl_basic_map_free(bmap2);
4196         return NULL;
4197 }
4198
4199 struct isl_set *isl_basic_set_union(
4200                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
4201 {
4202         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
4203                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
4204                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
4205 }
4206
4207 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
4208 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
4209 {
4210         int i;
4211         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
4212
4213         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
4214                 int pos;
4215                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4216                         continue;
4217                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
4218                                                             bmap->n_div-i);
4219                 if (pos == -1)
4220                         continue;
4221                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
4222                 --i;
4223         }
4224         return bmap;
4225 }
4226
4227 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
4228 {
4229         return (struct isl_basic_set *)
4230                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
4231 }
4232
4233 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
4234  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
4235  *
4236  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
4237  * of the corresponding div in dst otherwise.
4238  */
4239 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
4240                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
4241 {
4242         int i;
4243
4244         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
4245
4246         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
4247         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
4248                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
4249                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
4250                                                 dst->n_div - div) == -1)
4251                         return i;
4252         return -1;
4253 }
4254
4255 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
4256                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
4257 {
4258         int i;
4259         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
4260
4261         if (!dst || !src)
4262                 goto error;
4263
4264         if (src->n_div == 0)
4265                 return dst;
4266
4267         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
4268                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
4269
4270         src = isl_basic_map_order_divs(src);
4271         dst = isl_basic_map_cow(dst);
4272         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
4273                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
4274         if (!dst)
4275                 return NULL;
4276         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
4277                 int j = find_div(dst, src, i);
4278                 if (j < 0) {
4279                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
4280                         if (j < 0)
4281                                 goto error;
4282                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
4283                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
4284                         if (add_div_constraints(dst, j) < 0)
4285                                 goto error;
4286                 }
4287                 if (j != i)
4288                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
4289         }
4290         return dst;
4291 error:
4292         isl_basic_map_free(dst);
4293         return NULL;
4294 }
4295
4296 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
4297                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
4298 {
4299         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
4300                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
4301 }
4302
4303 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
4304 {
4305         int i;
4306
4307         if (!map)
4308                 return NULL;
4309         if (map->n == 0)
4310                 return map;
4311         map = isl_map_compute_divs(map);
4312         map = isl_map_cow(map);
4313         if (!map)
4314                 return NULL;
4315
4316         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4317                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
4318         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4319                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
4320
4321         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4322         return map;
4323 }
4324
4325 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
4326 {
4327         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
4328 }
4329
4330 static struct isl_map *add_cut_constraint(struct isl_map *dst,
4331                 struct isl_basic_map *src, isl_int *c,
4332                 unsigned len, int oppose)
4333 {
4334         struct isl_basic_map *copy = NULL;
4335         int is_empty;
4336         int k;
4337         unsigned total;
4338
4339         copy = isl_basic_map_copy(src);
4340         copy = isl_basic_map_cow(copy);
4341         if (!copy)
4342                 goto error;
4343         copy = isl_basic_map_extend_constraints(copy, 0, 1);
4344         k = isl_basic_map_alloc_inequality(copy);
4345         if (k < 0)
4346                 goto error;
4347         if (oppose)
4348                 isl_seq_neg(copy->ineq[k], c, len);
4349         else
4350                 isl_seq_cpy(copy->ineq[k], c, len);
4351         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(copy);
4352         isl_seq_clr(copy->ineq[k]+len, total - len);
4353         isl_inequality_negate(copy, k);
4354         copy = isl_basic_map_simplify(copy);
4355         copy = isl_basic_map_finalize(copy);
4356         is_empty = isl_basic_map_is_empty(copy);
4357         if (is_empty < 0)
4358                 goto error;
4359         if (!is_empty)
4360                 dst = isl_map_add(dst, copy);
4361         else
4362                 isl_basic_map_free(copy);
4363         return dst;
4364 error:
4365         isl_basic_map_free(copy);
4366         isl_map_free(dst);
4367         return NULL;
4368 }
4369
4370 static struct isl_map *subtract(struct isl_map *map, struct isl_basic_map *bmap)
4371 {
4372         int i, j, k;
4373         unsigned flags = 0;
4374         struct isl_map *rest = NULL;
4375         unsigned max;
4376         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4377
4378         assert(bmap);
4379
4380         if (!map)
4381                 goto error;
4382
4383         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
4384                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
4385
4386         max = map->n * (2 * bmap->n_eq + bmap->n_ineq);
4387         rest = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), max, flags);
4388         if (!rest)
4389                 goto error;
4390
4391         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4392                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], bmap);
4393                 if (!map->p[i])
4394                         goto error;
4395         }
4396
4397         for (j = 0; j < map->n; ++j)
4398                 map->p[j] = isl_basic_map_cow(map->p[j]);
4399
4400         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
4401                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
4402                         rest = add_cut_constraint(rest,
4403                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 0);
4404                         if (!rest)
4405                                 goto error;
4406
4407                         rest = add_cut_constraint(rest,
4408                                 map->p[j], bmap->eq[i], 1+total, 1);
4409                         if (!rest)
4410                                 goto error;
4411
4412                         map->p[j] = isl_basic_map_extend_constraints(map->p[j],
4413                                 1, 0);
4414                         if (!map->p[j])
4415                                 goto error;
4416                         k = isl_basic_map_alloc_equality(map->p[j]);
4417                         if (k < 0)
4418                                 goto error;
4419                         isl_seq_cpy(map->p[j]->eq[k], bmap->eq[i], 1+total);
4420                         isl_seq_clr(map->p[j]->eq[k]+1+total,
4421                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
4422                 }
4423         }
4424
4425         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
4426                 for (j = 0; j < map->n; ++j) {
4427                         rest = add_cut_constraint(rest,
4428                                 map->p[j], bmap->ineq[i], 1+total, 0);
4429                         if (!rest)
4430                                 goto error;
4431
4432                         map->p[j] = isl_basic_map_extend_constraints(map->p[j],
4433                                 0, 1);
4434                         if (!map->p[j])
4435                                 goto error;
4436                         k = isl_basic_map_alloc_inequality(map->p[j]);
4437                         if (k < 0)
4438                                 goto error;
4439                         isl_seq_cpy(map->p[j]->ineq[k], bmap->ineq[i], 1+total);
4440                         isl_seq_clr(map->p[j]->ineq[k]+1+total,
4441                                         map->p[j]->n_div - bmap->n_div);
4442                 }
4443         }
4444
4445         isl_map_free(map);
4446         return rest;
4447 error:
4448         isl_map_free(map);
4449         isl_map_free(rest);
4450         return NULL;
4451 }
4452
4453 struct isl_map *isl_map_subtract(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
4454 {
4455         int i;
4456         if (!map1 || !map2)
4457                 goto error;
4458
4459         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
4460
4461         if (isl_map_is_empty(map2)) {
4462                 isl_map_free(map2);
4463                 return map1;
4464         }
4465
4466         map1 = isl_map_compute_divs(map1);
4467         map2 = isl_map_compute_divs(map2);
4468         if (!map1 || !map2)
4469                 goto error;
4470
4471         for (i = 0; map1 && i < map2->n; ++i)
4472                 map1 = subtract(map1, map2->p[i]);
4473
4474         isl_map_free(map2);
4475         return map1;
4476 error:
4477         isl_map_free(map1);
4478         isl_map_free(map2);
4479         return NULL;
4480 }
4481
4482 struct isl_set *isl_set_subtract(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
4483 {
4484         return (struct isl_set *)
4485                 isl_map_subtract(
4486                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
4487 }
4488
4489 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
4490 {
4491         if (!set || !map)
4492                 goto error;
4493         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
4494         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
4495         set = isl_map_range(map);
4496         return set;
4497 error:
4498         isl_set_free(set);
4499         isl_map_free(map);
4500         return NULL;
4501 }
4502
4503 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
4504  * the meaning of the set.
4505  */
4506 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
4507 {
4508         int i;
4509
4510         if (!map)
4511                 return NULL;
4512
4513         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
4514                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4515                         continue;
4516                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4517                 if (i != map->n-1) {
4518                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4519                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
4520                 }
4521                 map->n--;
4522         }
4523
4524         return map;
4525 }
4526
4527 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
4528 {
4529         return (struct isl_set *)
4530                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
4531 }
4532
4533 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
4534 {
4535         struct isl_basic_map *bmap;
4536         if (!map || map->n == 0)
4537                 return NULL;
4538         bmap = map->p[map->n-1];
4539         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
4540         return isl_basic_map_copy(bmap);
4541 }
4542
4543 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
4544 {
4545         return (struct isl_basic_set *)
4546                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
4547 }
4548
4549 struct isl_map *isl_map_drop_basic_map(struct isl_map *map,
4550                                                 struct isl_basic_map *bmap)
4551 {
4552         int i;
4553
4554         if (!map || !bmap)
4555                 goto error;
4556         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
4557                 if (map->p[i] != bmap)
4558                         continue;
4559                 map = isl_map_cow(map);
4560                 if (!map)
4561                         goto error;
4562                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4563                 if (i != map->n-1) {
4564                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
4565                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
4566                 }
4567                 map->n--;
4568                 return map;
4569         }
4570         isl_basic_map_free(bmap);
4571         return map;
4572 error:
4573         isl_map_free(map);
4574         isl_basic_map_free(bmap);
4575         return NULL;
4576 }
4577
4578 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
4579                                                 struct isl_basic_set *bset)
4580 {
4581         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
4582                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
4583 }
4584
4585 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
4586  * for any common value of the parameters and dimensions preceding dim
4587  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
4588  * smaller or larger than those in bset2.
4589  *
4590  * Returns
4591  *       1 if bset1 follows bset2
4592  *      -1 if bset1 precedes bset2
4593  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
4594  *      -2 if some error occurred.
4595  */
4596 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
4597         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
4598 {
4599         struct isl_dim *dims;
4600         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
4601         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
4602         struct isl_ctx *ctx;
4603         struct isl_vec *obj;
4604         unsigned total;
4605         unsigned nparam;
4606         unsigned dim1, dim2;
4607         isl_int num, den;
4608         enum isl_lp_result res;
4609         int cmp;
4610
4611         if (!bset1 || !bset2)
4612                 return -2;
4613
4614         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
4615         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
4616         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
4617         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
4618         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
4619         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
4620         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
4621         if (!bmap1 || !bmap2)
4622                 goto error;
4623         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
4624         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
4625                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
4626                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
4627         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
4628         if (!bmap1)
4629                 goto error;
4630         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
4631         ctx = bmap1->ctx;
4632         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
4633         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
4634         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
4635         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
4636         if (!obj)
4637                 goto error;
4638         isl_int_init(num);
4639         isl_int_init(den);
4640         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 0, obj->block.data, ctx->one,
4641                                         &num, &den, NULL);
4642         if (res == isl_lp_empty)
4643                 cmp = 0;
4644         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(num))
4645                 cmp = 1;
4646         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(num)) ||
4647                   res == isl_lp_unbounded)
4648                 cmp = -1;
4649         else
4650                 cmp = -2;
4651         isl_int_clear(num);
4652         isl_int_clear(den);
4653         isl_basic_map_free(bmap1);
4654         isl_vec_free(obj);
4655         return cmp;
4656 error:
4657         isl_basic_map_free(bmap1);
4658         isl_basic_map_free(bmap2);
4659         return -2;
4660 }
4661
4662 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
4663         unsigned pos, isl_int *val)
4664 {
4665         int i;
4666         int d;
4667         unsigned total;
4668
4669         if (!bmap)
4670                 return -1;
4671         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4672         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
4673                 for (; d+1 > pos; --d)
4674                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
4675                                 break;
4676                 if (d != pos)
4677                         continue;
4678                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
4679                         return 0;
4680                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
4681                         return 0;
4682                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
4683                         return 0;
4684                 if (val)
4685                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
4686                 return 1;
4687         }
4688         return 0;
4689 }
4690
4691 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
4692         unsigned pos, isl_int *val)
4693 {
4694         int i;
4695         isl_int v;
4696         isl_int tmp;
4697         int fixed;
4698
4699         if (!map)
4700                 return -1;
4701         if (map->n == 0)
4702                 return 0;
4703         if (map->n == 1)
4704                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
4705         isl_int_init(v);
4706         isl_int_init(tmp);
4707         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
4708         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
4709                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
4710                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
4711                         fixed = 0;
4712         }
4713         if (val)
4714                 isl_int_set(*val, v);
4715         isl_int_clear(tmp);
4716         isl_int_clear(v);
4717         return fixed;
4718 }
4719
4720 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
4721         unsigned pos, isl_int *val)
4722 {
4723         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
4724                                                 pos, val);
4725 }
4726
4727 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
4728         isl_int *val)
4729 {
4730         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
4731 }
4732
4733 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
4734         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
4735 {
4736         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
4737                 return -1;
4738         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
4739                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
4740 }
4741
4742 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
4743         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
4744 {
4745         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
4746                 return -1;
4747         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
4748                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
4749 }
4750
4751 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
4752  * then return this fixed value in *val.
4753  */
4754 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
4755         isl_int *val)
4756 {
4757         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
4758                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
4759 }
4760
4761 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
4762  * then return this fixed value in *val.
4763  */
4764 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
4765 {
4766         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
4767 }
4768
4769 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
4770  * then return this fixed value in *val.
4771  */
4772 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
4773 {
4774         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
4775 }
4776
4777 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
4778  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
4779  */
4780 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
4781         unsigned dim, isl_int *val)
4782 {
4783         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
4784         isl_int *c;
4785         unsigned total;
4786         unsigned nparam;
4787
4788         if (!bset)
4789                 return -1;
4790         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
4791         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
4792         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
4793                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
4794                         continue;
4795                 if (i_eq != -1)
4796                         return 0;
4797                 i_eq = i;
4798         }
4799         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
4800                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
4801                         continue;
4802                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
4803                         return 0;
4804                 i_ineq = i;
4805         }
4806         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
4807                 return 0;
4808         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
4809         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
4810         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
4811                 return 0;
4812         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
4813                 return 0;
4814         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
4815                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
4816                 return 0;
4817         if (val)
4818                 isl_int_neg(*val, c[0]);
4819         return 1;
4820 }
4821
4822 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
4823         unsigned dim, isl_int *val)
4824 {
4825         int i;
4826         isl_int v;
4827         isl_int tmp;
4828         int fixed;
4829
4830         if (!set)
4831                 return -1;
4832         if (set->n == 0)
4833                 return 0;
4834         if (set->n == 1)
4835                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
4836                                                                 dim, val);
4837         isl_int_init(v);
4838         isl_int_init(tmp);
4839         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
4840                                                                 dim, &v);
4841         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
4842                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
4843                                                                 dim, &tmp);
4844                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
4845                         fixed = 0;
4846         }
4847         if (val)
4848                 isl_int_set(*val, v);
4849         isl_int_clear(tmp);
4850         isl_int_clear(v);
4851         return fixed;
4852 }
4853
4854 struct constraint {
4855         unsigned        size;
4856         isl_int         *c;
4857 };
4858
4859 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
4860 {
4861         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
4862         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
4863         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
4864         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
4865 }
4866
4867 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
4868         struct isl_basic_map *bmap)
4869 {
4870         int i;
4871         struct constraint *c;
4872         unsigned total;
4873
4874         if (!bmap)
4875                 return NULL;
4876         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4877         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
4878         if (!c)
4879                 goto error;
4880         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
4881                 c[i].size = total;
4882                 c[i].c = bmap->ineq[i];
4883         }
4884         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
4885         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
4886                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
4887         free(c);
4888         return bmap;
4889 error:
4890         isl_basic_map_free(bmap);
4891         return NULL;
4892 }
4893
4894 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
4895 {
4896         if (!bmap)
4897                 return NULL;
4898         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
4899                 return bmap;
4900         bmap = isl_basic_map_convex_hull(bmap);
4901         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
4902         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
4903         return bmap;
4904 }
4905
4906 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
4907 {
4908         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
4909                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
4910 }
4911
4912 static int isl_basic_map_fast_cmp(const struct isl_basic_map *bmap1,
4913         const struct isl_basic_map *bmap2)
4914 {
4915         int i, cmp;
4916         unsigned total;
4917
4918         if (bmap1 == bmap2)
4919                 return 0;
4920         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
4921                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
4922         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
4923                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
4924         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
4925                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
4926         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
4927             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4928                 return 0;
4929         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4930                 return 1;
4931         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
4932                 return -1;
4933         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
4934                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
4935         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
4936                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
4937         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
4938                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
4939         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
4940         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
4941                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
4942                 if (cmp)
4943                         return cmp;
4944         }
4945         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
4946                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
4947                 if (cmp)
4948                         return cmp;
4949         }
4950         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
4951                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
4952                 if (cmp)
4953                         return cmp;
4954         }
4955         return 0;
4956 }
4957
4958 static int isl_basic_map_fast_is_equal(struct isl_basic_map *bmap1,
4959         struct isl_basic_map *bmap2)
4960 {
4961         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
4962 }
4963
4964 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
4965 {
4966         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
4967         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
4968
4969         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
4970 }
4971
4972 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
4973  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
4974  * meaning of any possible other copies of map.
4975  */
4976 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
4977 {
4978         int i, j;
4979         struct isl_basic_map *bmap;
4980
4981         if (!map)
4982                 return NULL;
4983         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
4984                 return map;
4985         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4986                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4987                 if (!bmap)
4988                         goto error;
4989                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4990                 map->p[i] = bmap;
4991         }
4992         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
4993         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4994         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
4995         if (!map)
4996                 return NULL;
4997         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
4998                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
4999                         continue;
5000                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
5001                 for (j = i; j < map->n; ++j)
5002                         map->p[j-1] = map->p[j];
5003                 map->n--;
5004         }
5005         return map;
5006 error:
5007         isl_map_free(map);
5008         return NULL;
5009
5010 }
5011
5012 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
5013 {
5014         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
5015 }
5016
5017 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5018 {
5019         int i;
5020         int equal;
5021
5022         if (!map1 || !map2)
5023                 return -1;
5024
5025         if (map1 == map2)
5026                 return 1;
5027         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
5028                 return 0;
5029
5030         map1 = isl_map_copy(map1);
5031         map2 = isl_map_copy(map2);
5032         map1 = isl_map_normalize(map1);
5033         map2 = isl_map_normalize(map2);
5034         if (!map1 || !map2)
5035                 goto error;
5036         equal = map1->n == map2->n;
5037         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
5038                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
5039                 if (equal < 0)
5040                         goto error;
5041         }
5042         isl_map_free(map1);
5043         isl_map_free(map2);
5044         return equal;
5045 error:
5046         isl_map_free(map1);
5047         isl_map_free(map2);
5048         return -1;
5049 }
5050
5051 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5052 {
5053         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
5054                                                 (struct isl_map *)set2);
5055 }
5056
5057 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
5058  */
5059 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
5060         isl_int min, isl_int max)
5061 {
5062         int k;
5063         struct isl_basic_set *bset = NULL;
5064
5065         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
5066         if (!bset)
5067                 goto error;
5068
5069         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5070         if (k < 0)
5071                 goto error;
5072         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
5073         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
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_set(bset->ineq[k][0], max);
5080
5081         return bset;
5082 error:
5083         isl_basic_set_free(bset);
5084         return NULL;
5085 }
5086
5087 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
5088  */
5089 struct isl_basic_set *isl_basic_set_product(struct isl_basic_set_list *list)
5090 {
5091         int i;
5092         unsigned dim;
5093         unsigned nparam;
5094         unsigned extra;
5095         unsigned n_eq;
5096         unsigned n_ineq;
5097         struct isl_basic_set *product = NULL;
5098
5099         if (!list)
5100                 goto error;
5101         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
5102         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
5103         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
5104         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
5105         extra = list->p[0]->n_div;
5106         n_eq = list->p[0]->n_eq;
5107         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
5108         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
5109                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
5110                 isl_assert(list->ctx,
5111                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
5112                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
5113                 extra += list->p[i]->n_div;
5114                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
5115                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
5116         }
5117         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
5118                                         n_eq, n_ineq);
5119         if (!product)
5120                 goto error;
5121         dim = 0;
5122         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
5123                 isl_basic_set_add_constraints(product,
5124                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
5125                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
5126         }
5127         isl_basic_set_list_free(list);
5128         return product;
5129 error:
5130         isl_basic_set_free(product);
5131         isl_basic_set_list_free(list);
5132         return NULL;
5133 }
5134
5135 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
5136                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5137 {
5138         struct isl_dim *dim_result = NULL;
5139         struct isl_basic_map *bmap;
5140         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
5141         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
5142
5143         if (!bmap1 || !bmap2)
5144                 goto error;
5145
5146         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
5147                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
5148         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
5149                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
5150
5151         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
5152         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
5153         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
5154         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
5155         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
5156
5157         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
5158         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
5159         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
5160         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
5161         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
5162         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
5163         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
5164         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
5165         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
5166         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
5167         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
5168
5169         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
5170                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
5171                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
5172                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
5173         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
5174         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
5175         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5176         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5177 error:
5178         isl_basic_map_free(bmap1);
5179         isl_basic_map_free(bmap2);
5180         return NULL;
5181 }
5182
5183 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
5184  */
5185 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5186 {
5187         unsigned flags = 0;
5188         struct isl_map *result;
5189         int i, j;
5190
5191         if (!map1 || !map2)
5192                 goto error;
5193
5194         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
5195                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
5196
5197         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5198             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5199                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5200
5201         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
5202                                                    isl_dim_copy(map2->dim)),
5203                                 map1->n * map2->n, flags);
5204         if (!result)
5205                 goto error;
5206         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5207                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5208                         struct isl_basic_map *part;
5209                         part = isl_basic_map_product(
5210                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5211                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
5212                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
5213                                 isl_basic_map_free(part);
5214                         else
5215                                 result = isl_map_add(result, part);
5216                         if (!result)
5217                                 goto error;
5218                 }
5219         isl_map_free(map1);
5220         isl_map_free(map2);
5221         return result;
5222 error:
5223         isl_map_free(map1);
5224         isl_map_free(map2);
5225         return NULL;
5226 }
5227
5228 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
5229  */
5230 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5231 {
5232         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
5233                                                  (struct isl_map *)set2);
5234 }
5235
5236 uint32_t isl_basic_set_get_hash(struct isl_basic_set *bset)
5237 {
5238         int i;
5239         uint32_t hash = isl_hash_init();
5240         unsigned total;
5241
5242         if (!bset)
5243                 return 0;
5244         bset = isl_basic_set_copy(bset);
5245         bset = isl_basic_set_normalize(bset);
5246         if (!bset)
5247                 return 0;
5248         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
5249         isl_hash_byte(hash, bset->n_eq & 0xFF);
5250         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
5251                 uint32_t c_hash;
5252                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->eq[i], 1 + total);
5253                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5254         }
5255         isl_hash_byte(hash, bset->n_ineq & 0xFF);
5256         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
5257                 uint32_t c_hash;
5258                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->ineq[i], 1 + total);
5259                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5260         }
5261         isl_hash_byte(hash, bset->n_div & 0xFF);
5262         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
5263                 uint32_t c_hash;
5264                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0]))
5265                         continue;
5266                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
5267                 c_hash = isl_seq_get_hash(bset->div[i], 1 + 1 + total);
5268                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
5269         }
5270         isl_basic_set_free(bset);
5271         return hash;
5272 }
5273
5274 uint32_t isl_set_get_hash(struct isl_set *set)
5275 {
5276         int i;
5277         uint32_t hash;
5278
5279         if (!set)
5280                 return 0;
5281         set = isl_set_copy(set);
5282         set = isl_set_normalize(set);
5283         if (!set)
5284                 return 0;
5285
5286         hash = isl_hash_init();
5287         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5288                 uint32_t bset_hash;
5289                 bset_hash = isl_basic_set_get_hash(set->p[i]);
5290                 isl_hash_hash(hash, bset_hash);
5291         }
5292
5293         isl_set_free(set);
5294
5295         return hash;
5296 }
5297
5298 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
5299  * by the values of the other parameters and variables.
5300  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
5301  */
5302 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
5303 {
5304         int i;
5305         unsigned nparam;
5306
5307         if (!bset)
5308                 return -1;
5309         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
5310         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
5311                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
5312                         return 1;
5313         return 0;
5314 }
5315
5316 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
5317  * by the values of the other parameters and variables.
5318  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
5319  * for each of the subsets.
5320  */
5321 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
5322 {
5323         int i;
5324
5325         if (!set)
5326                 return -1;
5327         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5328                 int unique;
5329                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
5330                 if (unique != 1)
5331                         return unique;
5332         }
5333         return 1;
5334 }
5335
5336 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
5337         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
5338 {
5339         int i;
5340
5341         if (!map)
5342                 return -1;
5343
5344         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5345                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
5346                         return -1;
5347
5348         return 0;
5349 }
5350
5351 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
5352         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
5353 {
5354         int i;
5355
5356         if (!set)
5357                 return -1;
5358
5359         for (i = 0; i < set->n; ++i)
5360                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
5361                         return -1;
5362
5363         return 0;
5364 }
5365
5366 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
5367 {
5368         struct isl_dim *dim;
5369         struct isl_basic_map *bmap;
5370         unsigned n_set;
5371         unsigned n_div;
5372         unsigned n_param;
5373         unsigned total;
5374         int i, k, l;
5375
5376         set = isl_set_align_divs(set);
5377
5378         if (!set)
5379                 return NULL;
5380
5381         dim = isl_set_get_dim(set);
5382         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
5383                 isl_set_free(set);
5384                 return isl_map_identity(dim);
5385         }
5386
5387         n_div = set->p[0]->n_div;
5388         dim = isl_dim_map(dim);
5389         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
5390         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
5391         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
5392         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
5393         for (i = 0; i < n_set; ++i)
5394                 bmap = var_equal(bmap, i);
5395
5396         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
5397         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
5398                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5399                 if (k < 0)
5400                         goto error;
5401                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
5402                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
5403                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
5404                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
5405                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
5406                             set->p[0]->div[i][0]);
5407
5408                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5409                 if (l < 0)
5410                         goto error;
5411                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
5412                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
5413                             set->p[0]->div[i][0]);
5414                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
5415         }
5416
5417         isl_set_free(set);
5418         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5419 error:
5420         isl_set_free(set);
5421         isl_basic_map_free(bmap);
5422         return NULL;
5423 }