isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <strings.h>
  15 #include <isl_ctx_private.h>
  16 #include <isl_map_private.h>
  17 #include <isl/blk.h>
  18 #include "isl_dim_private.h"
  19 #include "isl_equalities.h"
  20 #include <isl/list.h>
  21 #include <isl/lp.h>
  22 #include <isl/seq.h>
  23 #include <isl/set.h>
  24 #include <isl/map.h>
  25 #include "isl_map_piplib.h"
  26 #include <isl_reordering.h>
  27 #include "isl_sample.h"
  28 #include "isl_tab.h"
  29 #include <isl/vec.h>
  30 #include <isl_mat_private.h>
  31 #include <isl_dim_map.h>
  32 #include <isl_local_space_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map->dim->n_in;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map->dim->n_out;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map->dim->nparam;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_dim_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_dim_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 353         enum isl_dim_type type)
 354 {
 355         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 356 }
 357
 358 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 359         enum isl_dim_type type, const char *s)
 360 {
 361         int i;
 362
 363         map = isl_map_cow(map);
 364         if (!map)
 365                 return NULL;
 366
 367         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 368         if (!map->dim)
 369                 goto error;
 370
 371         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 372                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 373                 if (!map->p[i])
 374                         goto error;
 375         }
 376
 377         return map;
 378 error:
 379         isl_map_free(map);
 380         return NULL;
 381 }
 382
 383 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 384         enum isl_dim_type type)
 385 {
 386         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 387 }
 388
 389 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 390         const char *s)
 391 {
 392         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 393 }
 394
 395 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 396 {
 397         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 398 }
 399
 400 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 401 {
 402         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 403 }
 404
 405 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 406         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 407 {
 408         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 409 }
 410
 411 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 412         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 413 {
 414         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 415 }
 416
 417 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 418         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 419 {
 420         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 421 }
 422
 423 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 424         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 425 {
 426         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 427 }
 428
 429 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 430         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 431         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 432 {
 433         if (!bmap)
 434                 return NULL;
 435         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 436         if (!bmap->dim)
 437                 goto error;
 438         return bmap;
 439 error:
 440         isl_basic_map_free(bmap);
 441         return NULL;
 442 }
 443
 444 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 445         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 446 {
 447         int i;
 448
 449         if (!map)
 450                 return NULL;
 451
 452         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 453         if (!map->dim)
 454                 goto error;
 455
 456         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 457                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 458                 if (!map->p[i])
 459                         goto error;
 460         }
 461
 462         return map;
 463 error:
 464         isl_map_free(map);
 465         return NULL;
 466 }
 467
 468 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 469         __isl_take isl_basic_set *bset,
 470         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 471 {
 472         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 473                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 474 }
 475
 476 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 478 {
 479         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 480 }
 481
 482 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 483 {
 484         if (!bmap)
 485                 return -1;
 486         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 487 }
 488
 489 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 490 {
 491         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 492 }
 493
 494 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 495                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 496                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 497 {
 498         int i;
 499         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 500
 501         bmap->ctx = ctx;
 502         isl_ctx_ref(ctx);
 503
 504         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 505         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 506                 goto error;
 507
 508         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 509         if (!bmap->ineq)
 510                 goto error;
 511
 512         if (extra == 0) {
 513                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 514                 bmap->div = NULL;
 515         } else {
 516                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 517                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 518                         goto error;
 519
 520                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 521                 if (!bmap->div)
 522                         goto error;
 523         }
 524
 525         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 526                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 527
 528         for (i = 0; i < extra; ++i)
 529                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 530
 531         bmap->ref = 1;
 532         bmap->flags = 0;
 533         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 534         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 535         bmap->extra = extra;
 536         bmap->n_eq = 0;
 537         bmap->n_ineq = 0;
 538         bmap->n_div = 0;
 539         bmap->sample = NULL;
 540
 541         return bmap;
 542 error:
 543         isl_basic_map_free(bmap);
 544         return NULL;
 545 }
 546
 547 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 548                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 549                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 550 {
 551         struct isl_basic_map *bmap;
 552         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 553         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 554 }
 555
 556 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 557                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 558 {
 559         struct isl_basic_map *bmap;
 560         if (!dim)
 561                 return NULL;
 562         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 563         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 564         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 565 error:
 566         isl_dim_free(dim);
 567         return NULL;
 568 }
 569
 570 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 571                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 572 {
 573         struct isl_basic_map *bmap;
 574
 575         if (!dim)
 576                 return NULL;
 577         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 578         if (!bmap)
 579                 goto error;
 580         bmap->dim = dim;
 581
 582         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 583 error:
 584         isl_dim_free(dim);
 585         return NULL;
 586 }
 587
 588 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 589                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 590                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 591 {
 592         struct isl_basic_map *bmap;
 593         struct isl_dim *dim;
 594
 595         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 596         if (!dim)
 597                 return NULL;
 598
 599         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 600         return bmap;
 601 }
 602
 603 static void dup_constraints(
 604                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 605 {
 606         int i;
 607         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 608
 609         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 610                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 611                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 612         }
 613
 614         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 615                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 616                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 617         }
 618
 619         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 620                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 621                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 622         }
 623         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 624 }
 625
 626 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 627 {
 628         struct isl_basic_map *dup;
 629
 630         if (!bmap)
 631                 return NULL;
 632         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 633                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 634         if (!dup)
 635                 return NULL;
 636         dup_constraints(dup, bmap);
 637         dup->flags = bmap->flags;
 638         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 639         return dup;
 640 }
 641
 642 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 643 {
 644         struct isl_basic_map *dup;
 645
 646         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 647         return (struct isl_basic_set *)dup;
 648 }
 649
 650 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 651 {
 652         if (!bset)
 653                 return NULL;
 654
 655         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 656                 bset->ref++;
 657                 return bset;
 658         }
 659         return isl_basic_set_dup(bset);
 660 }
 661
 662 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 663 {
 664         if (!set)
 665                 return NULL;
 666
 667         set->ref++;
 668         return set;
 669 }
 670
 671 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 672 {
 673         if (!bmap)
 674                 return NULL;
 675
 676         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 677                 bmap->ref++;
 678                 return bmap;
 679         }
 680         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 681         if (bmap)
 682                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 683         return bmap;
 684 }
 685
 686 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 687 {
 688         if (!map)
 689                 return NULL;
 690
 691         map->ref++;
 692         return map;
 693 }
 694
 695 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 696 {
 697         if (!bmap)
 698                 return;
 699
 700         if (--bmap->ref > 0)
 701                 return;
 702
 703         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 704         free(bmap->div);
 705         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 706         free(bmap->ineq);
 707         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 708         isl_vec_free(bmap->sample);
 709         isl_dim_free(bmap->dim);
 710         free(bmap);
 711 }
 712
 713 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 714 {
 715         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 716 }
 717
 718 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 719 {
 720         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 721 }
 722
 723 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 724 {
 725         struct isl_ctx *ctx;
 726         if (!bmap)
 727                 return -1;
 728         ctx = bmap->ctx;
 729         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 730         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 731                         return -1);
 732         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 733         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 734         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 735         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 736         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 737         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 738                 isl_int *t;
 739                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 740                 if (j < 0)
 741                         return -1;
 742                 t = bmap->ineq[j];
 743                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 744                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 745                 bmap->eq[-1] = t;
 746                 bmap->n_eq++;
 747                 bmap->n_ineq--;
 748                 bmap->eq--;
 749                 return 0;
 750         }
 751         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 752                       bmap->extra - bmap->n_div);
 753         return bmap->n_eq++;
 754 }
 755
 756 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 757 {
 758         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 759 }
 760
 761 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 762 {
 763         if (!bmap)
 764                 return -1;
 765         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 766         bmap->n_eq -= n;
 767         return 0;
 768 }
 769
 770 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 771 {
 772         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 773 }
 774
 775 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 776 {
 777         isl_int *t;
 778         if (!bmap)
 779                 return -1;
 780         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 781
 782         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 783                 t = bmap->eq[pos];
 784                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 785                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 786         }
 787         bmap->n_eq--;
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 792 {
 793         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 794 }
 795
 796 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 797                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 798 {
 799         isl_int *t;
 800
 801         t = bmap->ineq[pos];
 802         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 803         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 804         bmap->eq[-1] = t;
 805         bmap->n_eq++;
 806         bmap->n_ineq--;
 807         bmap->eq--;
 808         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 809         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 810         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 811         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 812 }
 813
 814 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 815 {
 816         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 817 }
 818
 819 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 820 {
 821         struct isl_ctx *ctx;
 822         if (!bmap)
 823                 return -1;
 824         ctx = bmap->ctx;
 825         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 826         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 827         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 828         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 829         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 830         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 831                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 832                       bmap->extra - bmap->n_div);
 833         return bmap->n_ineq++;
 834 }
 835
 836 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 837 {
 838         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 839 }
 840
 841 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 842 {
 843         if (!bmap)
 844                 return -1;
 845         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 846         bmap->n_ineq -= n;
 847         return 0;
 848 }
 849
 850 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 851 {
 852         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 853 }
 854
 855 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 856 {
 857         isl_int *t;
 858         if (!bmap)
 859                 return -1;
 860         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 861
 862         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 863                 t = bmap->ineq[pos];
 864                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 865                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 866                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 867         }
 868         bmap->n_ineq--;
 869         return 0;
 870 }
 871
 872 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 873 {
 874         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 875 }
 876
 877 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 878         isl_int *eq)
 879 {
 880         int k;
 881
 882         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 883         if (!bmap)
 884                 return NULL;
 885         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 886         if (k < 0)
 887                 goto error;
 888         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 889         return bmap;
 890 error:
 891         isl_basic_map_free(bmap);
 892         return NULL;
 893 }
 894
 895 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 896         isl_int *eq)
 897 {
 898         return (isl_basic_set *)
 899                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 900 }
 901
 902 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 903         isl_int *ineq)
 904 {
 905         int k;
 906
 907         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 908         if (!bmap)
 909                 return NULL;
 910         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 911         if (k < 0)
 912                 goto error;
 913         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 914         return bmap;
 915 error:
 916         isl_basic_map_free(bmap);
 917         return NULL;
 918 }
 919
 920 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 921         isl_int *ineq)
 922 {
 923         return (isl_basic_set *)
 924                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 925 }
 926
 927 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 928 {
 929         if (!bmap)
 930                 return -1;
 931         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 932         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 933                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 934                       bmap->extra - bmap->n_div);
 935         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 936         return bmap->n_div++;
 937 }
 938
 939 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 940 {
 941         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 942 }
 943
 944 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 945 {
 946         if (!bmap)
 947                 return -1;
 948         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 949         bmap->n_div -= n;
 950         return 0;
 951 }
 952
 953 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 954 {
 955         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 956 }
 957
 958 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 959  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 960  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 961  * variables.
 962  */
 963 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 964                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 965                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 966 {
 967         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 968         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 969         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 970         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 971         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 972         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 973         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 974         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 975         if (dst_nparam > src_nparam)
 976                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 977                                 dst_nparam - src_nparam);
 978         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 979         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 980                     src+1+src_nparam,
 981                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 982         if (dst_in-in_off > src_in)
 983                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 984                                 dst_in - in_off - src_in);
 985         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 986         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 987                     src+1+src_nparam+src_in,
 988                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 989         if (dst_out-out_off > src_out)
 990                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 991                                 dst_out - out_off - src_out);
 992         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 993         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 994                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 995                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 996         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 997                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 998                                 div_off+src_map->n_div,
 999                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1000 }
1001
1002 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1003                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1004                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1005 {
1006         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1007         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1008 }
1009
1010 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1011                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1012 {
1013         int i;
1014         unsigned div_off;
1015
1016         if (!bmap1 || !bmap2)
1017                 goto error;
1018
1019         div_off = bmap1->n_div;
1020
1021         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1022                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1023                 if (i1 < 0)
1024                         goto error;
1025                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1026                                 i_pos, o_pos, div_off);
1027         }
1028
1029         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1030                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1031                 if (i1 < 0)
1032                         goto error;
1033                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1034                                 i_pos, o_pos, div_off);
1035         }
1036
1037         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1038                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1039                 if (i1 < 0)
1040                         goto error;
1041                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1042                          i_pos, o_pos, div_off);
1043         }
1044
1045         isl_basic_map_free(bmap2);
1046
1047         return bmap1;
1048
1049 error:
1050         isl_basic_map_free(bmap1);
1051         isl_basic_map_free(bmap2);
1052         return NULL;
1053 }
1054
1055 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1056                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1057 {
1058         return (struct isl_basic_set *)
1059                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1060                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1061 }
1062
1063 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1064                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1065                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1066 {
1067         struct isl_basic_map *ext;
1068         unsigned flags;
1069         int dims_ok;
1070
1071         if (!dim)
1072                 goto error;
1073
1074         if (!base)
1075                 goto error;
1076
1077         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1078                   base->extra >= base->n_div + extra;
1079
1080         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1081                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1082                 isl_dim_free(dim);
1083                 return base;
1084         }
1085
1086         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1087         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1088         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1089         extra += base->extra;
1090         n_eq += base->n_eq;
1091         n_ineq += base->n_ineq;
1092
1093         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1094         dim = NULL;
1095         if (!ext)
1096                 goto error;
1097
1098         if (dims_ok)
1099                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1100         flags = base->flags;
1101         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1102         if (ext) {
1103                 ext->flags = flags;
1104                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1105         }
1106
1107         return ext;
1108
1109 error:
1110         isl_dim_free(dim);
1111         isl_basic_map_free(base);
1112         return NULL;
1113 }
1114
1115 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1116                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1117                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1118 {
1119         return (struct isl_basic_set *)
1120                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1121                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1122 }
1123
1124 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1125                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1126 {
1127         if (!base)
1128                 return NULL;
1129         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1130                                         0, n_eq, n_ineq);
1131 }
1132
1133 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1134                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1135                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1136 {
1137         struct isl_basic_map *bmap;
1138         struct isl_dim *dim;
1139
1140         if (!base)
1141                 return NULL;
1142         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1143         if (!dim)
1144                 goto error;
1145
1146         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1147         return bmap;
1148 error:
1149         isl_basic_map_free(base);
1150         return NULL;
1151 }
1152
1153 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1154                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1155                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1156 {
1157         return (struct isl_basic_set *)
1158                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1159                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1160 }
1161
1162 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1163                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1164 {
1165         return (struct isl_basic_set *)
1166                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1167                                                     n_eq, n_ineq);
1168 }
1169
1170 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1171 {
1172         return (struct isl_basic_set *)
1173                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1174 }
1175
1176 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1177 {
1178         if (!bmap)
1179                 return NULL;
1180
1181         if (bmap->ref > 1) {
1182                 bmap->ref--;
1183                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1184         }
1185         if (bmap)
1186                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1187         return bmap;
1188 }
1189
1190 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1191 {
1192         if (!set)
1193                 return NULL;
1194
1195         if (set->ref == 1)
1196                 return set;
1197         set->ref--;
1198         return isl_set_dup(set);
1199 }
1200
1201 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1202 {
1203         if (!map)
1204                 return NULL;
1205
1206         if (map->ref == 1)
1207                 return map;
1208         map->ref--;
1209         return isl_map_dup(map);
1210 }
1211
1212 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1213                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1214 {
1215         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1216         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1217         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1218 }
1219
1220 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1221         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1222 {
1223         int i;
1224         struct isl_blk blk;
1225
1226         if (!bmap)
1227                 goto error;
1228
1229         isl_assert(bmap->ctx,
1230                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1231
1232         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1233                 return bmap;
1234
1235         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1236         if (!bmap)
1237                 return NULL;
1238
1239         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1240         if (isl_blk_is_error(blk))
1241                 goto error;
1242
1243         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1244                 swap_vars(blk,
1245                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1246
1247         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1248                 swap_vars(blk,
1249                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1250
1251         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1252                 swap_vars(blk,
1253                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1254
1255         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1256
1257         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1258         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1259         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1260 error:
1261         isl_basic_map_free(bmap);
1262         return NULL;
1263 }
1264
1265 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1266         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1267 {
1268         unsigned dim;
1269         unsigned nparam;
1270
1271         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1272         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1273         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1274
1275         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1276 error:
1277         isl_basic_set_free(bset);
1278         return NULL;
1279 }
1280
1281 static __isl_give isl_set *isl_set_swap_vars(__isl_take isl_set *set,
1282         unsigned n)
1283 {
1284         int i;
1285         set = isl_set_cow(set);
1286         if (!set)
1287                 return NULL;
1288
1289         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1290                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1291                 if (!set->p[i]) {
1292                         isl_set_free(set);
1293                         return NULL;
1294                 }
1295         }
1296         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1297         return set;
1298 }
1299
1300 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1301 {
1302         int i = 0;
1303         unsigned total;
1304         if (!bmap)
1305                 goto error;
1306         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1307         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1308         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1309         if (bmap->n_eq > 0)
1310                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1311         else {
1312                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1313                 if (i < 0)
1314                         goto error;
1315         }
1316         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1317         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1318         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1319         isl_vec_free(bmap->sample);
1320         bmap->sample = NULL;
1321         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1322 error:
1323         isl_basic_map_free(bmap);
1324         return NULL;
1325 }
1326
1327 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1328 {
1329         return (struct isl_basic_set *)
1330                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1331 }
1332
1333 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1334 {
1335         int i;
1336         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1337         isl_int *t = bmap->div[a];
1338         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1339         bmap->div[b] = t;
1340
1341         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1342                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1343
1344         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1345                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1346
1347         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1348                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1349         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1350 }
1351
1352 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1353  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1354  * are not removed.
1355  */
1356 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1357         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1358 {
1359         int i;
1360
1361         if (!map)
1362                 return NULL;
1363         if (n == 0)
1364                 return map;
1365
1366         map = isl_map_cow(map);
1367         if (!map)
1368                 return NULL;
1369         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1370         first += pos(map->dim, type) - 1;
1371
1372         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1373                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1374                 if (!map->p[i])
1375                         goto error;
1376         }
1377         return map;
1378 error:
1379         isl_map_free(map);
1380         return NULL;
1381 }
1382
1383 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1384  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1385  * are not removed.
1386  */
1387 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1388         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1389 {
1390         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1391 }
1392
1393 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1394  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1395  * are not removed.
1396  */
1397 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1398         unsigned first, unsigned n)
1399 {
1400         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1401 }
1402
1403 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1404         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1405 {
1406         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1407                                                 bmap->n_div);
1408         if (!bmap)
1409                 return NULL;
1410         bmap->n_div = 0;
1411         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1412 }
1413
1414 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1415         __isl_take isl_basic_set *bset)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1418                         (struct isl_basic_map *)bset);
1419 }
1420
1421 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1422 {
1423         int i;
1424
1425         if (!map)
1426                 return NULL;
1427         if (map->n == 0)
1428                 return map;
1429
1430         map = isl_map_cow(map);
1431         if (!map)
1432                 return NULL;
1433
1434         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1435                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1436                 if (!map->p[i])
1437                         goto error;
1438         }
1439         return map;
1440 error:
1441         isl_map_free(map);
1442         return NULL;
1443 }
1444
1445 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1446 {
1447         return isl_map_remove_divs(set);
1448 }
1449
1450 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1451         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1452 {
1453         if (!bmap)
1454                 return NULL;
1455         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1456                         goto error);
1457         if (n == 0)
1458                 return bmap;
1459         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1460                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1461         if (!bmap)
1462                 return bmap;
1463         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1464                 return bmap;
1465         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1466         return bmap;
1467 error:
1468         isl_basic_map_free(bmap);
1469         return NULL;
1470 }
1471
1472 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1473  * any of the given variables.
1474  */
1475 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1476         unsigned first, unsigned n)
1477 {
1478         int i;
1479         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1480
1481         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1482                 return 0;
1483         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1484                 return 1;
1485
1486         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1487                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1488                         continue;
1489                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1490                         return 1;
1491         }
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1497  * in their definitions.
1498  */
1499 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1500         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1501         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1502 {
1503         int i;
1504
1505         if (!bmap)
1506                 return NULL;
1507         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1508                         goto error);
1509         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1510
1511         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1512                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1513                         continue;
1514                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1515         }
1516
1517         return bmap;
1518 error:
1519         isl_basic_map_free(bmap);
1520         return NULL;
1521 }
1522
1523 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1524         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1525 {
1526         int i;
1527
1528         if (!map)
1529                 return NULL;
1530         if (map->n == 0)
1531                 return map;
1532
1533         map = isl_map_cow(map);
1534         if (!map)
1535                 return NULL;
1536
1537         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1538                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1539                                                                 type, first, n);
1540                 if (!map->p[i])
1541                         goto error;
1542         }
1543         return map;
1544 error:
1545         isl_map_free(map);
1546         return NULL;
1547 }
1548
1549 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1550         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1551 {
1552         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1553                                                               type, first, n);
1554 }
1555
1556 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1557         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1558 {
1559         int i;
1560
1561         if (!bset)
1562                 return -1;
1563
1564         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1565                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1566                         "index out of bounds", return -1);
1567
1568         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1569         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1570                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1571                         return 1;
1572         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1573                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1574                         return 1;
1575
1576         return 0;
1577 }
1578
1579 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1580         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1581 {
1582         int i;
1583
1584         if (!set)
1585                 return -1;
1586
1587         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1588                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1589                         "index out of bounds", return -1);
1590
1591         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1592                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1593                                                             type, first, n);
1594                 if (involves < 0 || !involves)
1595                         return involves;
1596         }
1597
1598         return 1;
1599 }
1600
1601 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1602  * on unknown divs.
1603  */
1604 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1605 {
1606         int i;
1607         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1608
1609         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1610                 return 1;
1611
1612         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1613                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1614                         continue;
1615                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1616                         return 1;
1617         }
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1623  */
1624 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1625         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1626 {
1627         int i;
1628
1629         if (!bmap)
1630                 return NULL;
1631
1632         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1633                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1634                         continue;
1635                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1636         }
1637
1638         return bmap;
1639 }
1640
1641 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1642 {
1643         int i;
1644
1645         if (!map)
1646                 return NULL;
1647         if (map->n == 0)
1648                 return map;
1649
1650         map = isl_map_cow(map);
1651         if (!map)
1652                 return NULL;
1653
1654         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1655                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1656                 if (!map->p[i])
1657                         goto error;
1658         }
1659         return map;
1660 error:
1661         isl_map_free(map);
1662         return NULL;
1663 }
1664
1665 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1666 {
1667         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1668 }
1669
1670 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1671         __isl_take isl_basic_set *bset,
1672         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1673 {
1674         return (isl_basic_set *)
1675             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1676 }
1677
1678 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1679         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1680 {
1681         int i;
1682
1683         if (n == 0)
1684                 return map;
1685
1686         map = isl_map_cow(map);
1687         if (!map)
1688                 return NULL;
1689         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1690
1691         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1692                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1693                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1694                 if (!map->p[i])
1695                         goto error;
1696         }
1697         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1698         return map;
1699 error:
1700         isl_map_free(map);
1701         return NULL;
1702 }
1703
1704 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1705         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1706 {
1707         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1708 }
1709
1710 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1711 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1712         unsigned first, unsigned n)
1713 {
1714         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1715 }
1716
1717 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1718                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1719 {
1720         const char *name;
1721         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1722         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1723         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1724         if (!pos)
1725                 isl_int_print(out, c, 0);
1726         else {
1727                 if (!isl_int_is_one(c))
1728                         isl_int_print(out, c, 0);
1729                 if (pos < 1 + nparam) {
1730                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1731                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1732                         if (name)
1733                                 fprintf(out, "%s", name);
1734                         else
1735                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1736                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1737                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1738                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1739                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1740                 else
1741                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1742         }
1743 }
1744
1745 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1746                                 int sign, FILE *out)
1747 {
1748         int i;
1749         int first;
1750         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1751         isl_int v;
1752
1753         isl_int_init(v);
1754         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1755                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1756                         continue;
1757                 if (!first)
1758                         fprintf(out, " + ");
1759                 first = 0;
1760                 isl_int_abs(v, c[i]);
1761                 dump_term(bmap, v, i, out);
1762         }
1763         isl_int_clear(v);
1764         if (first)
1765                 fprintf(out, "0");
1766 }
1767
1768 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1769                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1770 {
1771         int i;
1772
1773         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1774
1775         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1776         fprintf(out, " %s ", op);
1777         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1778
1779         fprintf(out, "\n");
1780
1781         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1782                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1783                         continue;
1784                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1785                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1786                 abort();
1787         }
1788 }
1789
1790 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1791                                 isl_int **c, unsigned n,
1792                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1793 {
1794         int i;
1795
1796         for (i = 0; i < n; ++i)
1797                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1798 }
1799
1800 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1801 {
1802         int j;
1803         int first = 1;
1804         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1805
1806         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1807                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1808                         continue;
1809                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1810                         fprintf(out, "+");
1811                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1812                 first = 0;
1813         }
1814 }
1815
1816 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1817 {
1818         int i;
1819
1820         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1821         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1822
1823         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1824                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1825                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1826                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1827                 fprintf(out, ")/");
1828                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1829                 fprintf(out, "]\n");
1830         }
1831 }
1832
1833 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1834         FILE *out, int indent)
1835 {
1836         if (!bset) {
1837                 fprintf(out, "null basic set\n");
1838                 return;
1839         }
1840
1841         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1842         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1843                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1844                         bset->extra, bset->flags);
1845         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1846 }
1847
1848 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1849         FILE *out, int indent)
1850 {
1851         if (!bmap) {
1852                 fprintf(out, "null basic map\n");
1853                 return;
1854         }
1855
1856         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1857         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1858                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1859                 bmap->ref,
1860                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1861                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1862         dump(bmap, out, indent);
1863 }
1864
1865 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1866 {
1867         unsigned total;
1868         if (!bmap)
1869                 return -1;
1870         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1871         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1872         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1873         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1874         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1875         return 0;
1876 }
1877
1878 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1879 {
1880         struct isl_set *set;
1881
1882         if (!dim)
1883                 return NULL;
1884         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1885         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1886         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1887                         sizeof(struct isl_set) +
1888                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1889         if (!set)
1890                 goto error;
1891
1892         set->ctx = dim->ctx;
1893         isl_ctx_ref(set->ctx);
1894         set->ref = 1;
1895         set->size = n;
1896         set->n = 0;
1897         set->dim = dim;
1898         set->flags = flags;
1899         return set;
1900 error:
1901         isl_dim_free(dim);
1902         return NULL;
1903 }
1904
1905 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1906                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1907 {
1908         struct isl_set *set;
1909         struct isl_dim *dims;
1910
1911         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1912         if (!dims)
1913                 return NULL;
1914
1915         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1916         return set;
1917 }
1918
1919 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1920  */
1921 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1922 {
1923         int i;
1924         struct isl_map *grown = NULL;
1925
1926         if (!map)
1927                 return NULL;
1928         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1929         if (map->n + n <= map->size)
1930                 return map;
1931         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1932         if (!grown)
1933                 goto error;
1934         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1935                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1936                 if (!grown->p[i])
1937                         goto error;
1938                 grown->n++;
1939         }
1940         isl_map_free(map);
1941         return grown;
1942 error:
1943         isl_map_free(grown);
1944         isl_map_free(map);
1945         return NULL;
1946 }
1947
1948 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1949  */
1950 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1951 {
1952         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1953 }
1954
1955 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1956 {
1957         int i;
1958         struct isl_set *dup;
1959
1960         if (!set)
1961                 return NULL;
1962
1963         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1964         if (!dup)
1965                 return NULL;
1966         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1967                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1968         return dup;
1969 }
1970
1971 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1972 {
1973         return isl_map_from_basic_map(bset);
1974 }
1975
1976 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1977 {
1978         struct isl_map *map;
1979
1980         if (!bmap)
1981                 return NULL;
1982
1983         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1984         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1985 }
1986
1987 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1988                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1989 {
1990         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1991                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1992 }
1993
1994 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1995 {
1996         int i;
1997
1998         if (!set)
1999                 return;
2000
2001         if (--set->ref > 0)
2002                 return;
2003
2004         isl_ctx_deref(set->ctx);
2005         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2006                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2007         isl_dim_free(set->dim);
2008         free(set);
2009 }
2010
2011 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2012 {
2013         int i;
2014
2015         if (!set) {
2016                 fprintf(out, "null set\n");
2017                 return;
2018         }
2019
2020         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2021         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2022                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2023                         set->flags);
2024         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2025                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2026                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2027                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2028         }
2029 }
2030
2031 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!map) {
2036                 fprintf(out, "null map\n");
2037                 return;
2038         }
2039
2040         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2041         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2042                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2043                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2044                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2045         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2046                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2047                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2048                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2049         }
2050 }
2051
2052 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2053                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2054 {
2055         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2056
2057         if (!bmap || !bset)
2058                 goto error;
2059
2060         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2061                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2062
2063         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2064                 isl_assert(bset->ctx,
2065                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2066
2067         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2068         if (!bmap)
2069                 goto error;
2070         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2071                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2072         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2073         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2074
2075         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2076         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2077 error:
2078         isl_basic_map_free(bmap);
2079         isl_basic_set_free(bset);
2080         return NULL;
2081 }
2082
2083 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2084                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2085 {
2086         struct isl_basic_map *bmap_range;
2087
2088         if (!bmap || !bset)
2089                 goto error;
2090
2091         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2092                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2093
2094         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2095                 isl_assert(bset->ctx,
2096                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2097
2098         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2099                 isl_basic_set_free(bset);
2100                 return bmap;
2101         }
2102
2103         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2104         if (!bmap)
2105                 goto error;
2106         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2107                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2108         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2109         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2110
2111         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2112         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2113 error:
2114         isl_basic_map_free(bmap);
2115         isl_basic_set_free(bset);
2116         return NULL;
2117 }
2118
2119 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2120 {
2121         int i;
2122         unsigned total;
2123         isl_int s;
2124
2125         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2126         if (total != vec->size)
2127                 return -1;
2128
2129         isl_int_init(s);
2130
2131         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2132                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2133                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2134                         isl_int_clear(s);
2135                         return 0;
2136                 }
2137         }
2138
2139         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2140                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2141                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2142                         isl_int_clear(s);
2143                         return 0;
2144                 }
2145         }
2146
2147         isl_int_clear(s);
2148
2149         return 1;
2150 }
2151
2152 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2153 {
2154         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2155 }
2156
2157 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2158                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2159 {
2160         struct isl_vec *sample = NULL;
2161
2162         if (!bmap1 || !bmap2)
2163                 goto error;
2164
2165         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2166                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2167         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2168                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2169             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2170                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2171                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2172
2173         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2174                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2175                 isl_assert(bmap1->ctx,
2176                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2177
2178         if (bmap1->sample &&
2179             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2180             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2181                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2182         else if (bmap2->sample &&
2183             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2184             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2185                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2186
2187         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2188         if (!bmap1)
2189                 goto error;
2190         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2191                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2192         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2193
2194         if (!bmap1)
2195                 isl_vec_free(sample);
2196         else if (sample) {
2197                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2198                 bmap1->sample = sample;
2199         }
2200
2201         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2202         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2203 error:
2204         if (sample)
2205                 isl_vec_free(sample);
2206         isl_basic_map_free(bmap1);
2207         isl_basic_map_free(bmap2);
2208         return NULL;
2209 }
2210
2211 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2212                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2213 {
2214         return (struct isl_basic_set *)
2215                 isl_basic_map_intersect(
2216                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2217                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2218 }
2219
2220 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2221  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2222  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2223  * added to the other map.
2224  */
2225 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2226         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2227 {
2228         struct isl_basic_map *bmap1;
2229         struct isl_basic_map *bmap2;
2230
2231         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2232         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2233         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2234         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2235
2236         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2237                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2238
2239         isl_assert(map2->ctx,
2240                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2241
2242         map1 = isl_map_cow(map1);
2243         if (!map1)
2244                 goto error;
2245         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2246                 isl_map_free(map2);
2247                 return map1;
2248         }
2249         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2250         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2251                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2252         else
2253                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2254                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2255
2256         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2257         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2258         if (!map1->p[0])
2259                 goto error;
2260
2261         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2262                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2263                 map1->n = 0;
2264         }
2265
2266         isl_map_free(map2);
2267
2268         return map1;
2269 error:
2270         isl_map_free(map1);
2271         isl_map_free(map2);
2272         return NULL;
2273 }
2274
2275 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2276 {
2277         unsigned flags = 0;
2278         struct isl_map *result;
2279         int i, j;
2280
2281         if (!map1 || !map2)
2282                 goto error;
2283
2284         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2285                 isl_map_free(map2);
2286                 return map1;
2287         }
2288         if (isl_map_plain_is_empty(map2)) {
2289                 isl_map_free(map1);
2290                 return map2;
2291         }
2292
2293         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2294             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2295             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2296             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2297              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2298                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2299         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2300                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2301         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2302                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2303             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2304                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2305
2306         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2307                 isl_assert(map1->ctx,
2308                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2309
2310         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2311             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2312                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2313
2314         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2315                                 map1->n * map2->n, flags);
2316         if (!result)
2317                 goto error;
2318         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2319                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2320                         struct isl_basic_map *part;
2321                         part = isl_basic_map_intersect(
2322                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2323                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2324                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2325                                 isl_basic_map_free(part);
2326                         else
2327                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2328                         if (!result)
2329                                 goto error;
2330                 }
2331         isl_map_free(map1);
2332         isl_map_free(map2);
2333         return result;
2334 error:
2335         isl_map_free(map1);
2336         isl_map_free(map2);
2337         return NULL;
2338 }
2339
2340 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2341 {
2342         return (struct isl_set *)
2343                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2344                                   (struct isl_map *)set2);
2345 }
2346
2347 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2348 {
2349         struct isl_dim *dim;
2350         struct isl_basic_set *bset;
2351         unsigned in;
2352
2353         if (!bmap)
2354                 return NULL;
2355         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2356         if (!bmap)
2357                 return NULL;
2358         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2359         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2360         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2361         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2362         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2363 }
2364
2365 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2366                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2367 {
2368         struct isl_dim *res_dim;
2369         struct isl_basic_map *res;
2370         struct isl_dim_map *dim_map;
2371         unsigned total, off;
2372         enum isl_dim_type t;
2373
2374         if (n == 0)
2375                 return bmap;
2376
2377         if (!bmap)
2378                 return NULL;
2379
2380         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2381
2382         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2383         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2384         off = 0;
2385         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2386                 if (t != type) {
2387                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2388                 } else {
2389                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2390                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2391                                                 0, pos, off);
2392                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2393                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2394                 }
2395                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2396         }
2397         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2398
2399         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2400                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2401         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2402                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2403         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2404         return isl_basic_map_finalize(res);
2405 }
2406
2407 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2408                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2409 {
2410         if (!bmap)
2411                 return NULL;
2412         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2413                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2414 }
2415
2416 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2417                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2418 {
2419         if (!bset)
2420                 return NULL;
2421         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2422         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2423 error:
2424         isl_basic_set_free(bset);
2425         return NULL;
2426 }
2427
2428 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2429                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2430 {
2431         int i;
2432
2433         if (n == 0)
2434                 return map;
2435
2436         map = isl_map_cow(map);
2437         if (!map)
2438                 return NULL;
2439
2440         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2441         if (!map->dim)
2442                 goto error;
2443
2444         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2445                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2446                 if (!map->p[i])
2447                         goto error;
2448         }
2449
2450         return map;
2451 error:
2452         isl_map_free(map);
2453         return NULL;
2454 }
2455
2456 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2457                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2458 {
2459         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2460 }
2461
2462 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2463                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2464 {
2465         if (!map)
2466                 return NULL;
2467         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2468 }
2469
2470 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2471                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2472 {
2473         if (!set)
2474                 return NULL;
2475         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2476         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2477 error:
2478         isl_set_free(set);
2479         return NULL;
2480 }
2481
2482 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2483         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2484         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2485         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2486 {
2487         int i;
2488         struct isl_dim_map *dim_map;
2489         struct isl_basic_map *res;
2490         enum isl_dim_type t;
2491         unsigned total, off;
2492
2493         if (!bmap)
2494                 return NULL;
2495         if (n == 0)
2496                 return bmap;
2497
2498         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2499                 goto error);
2500
2501         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2502                 return bmap;
2503
2504         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2505
2506         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2507             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2508                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2509                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2510                 if (!bmap)
2511                         return NULL;
2512
2513                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2514                                                 src_type, src_pos, n);
2515                 if (!bmap->dim)
2516                         goto error;
2517
2518                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2519
2520                 return bmap;
2521         }
2522
2523         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2524         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2525
2526         off = 0;
2527         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2528                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2529                 if (t == dst_type) {
2530                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2531                                             0, dst_pos, off);
2532                         off += dst_pos;
2533                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2534                                             src_pos, n, off);
2535                         off += n;
2536                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2537                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2538                         off += size - dst_pos;
2539                 } else if (t == src_type) {
2540                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2541                                             0, src_pos, off);
2542                         off += src_pos;
2543                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2544                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2545                         off += size - src_pos - n;
2546                 } else {
2547                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2548                         off += size;
2549                 }
2550         }
2551         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2552
2553         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2554                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2555         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2556
2557         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2558                                         src_type, src_pos, n);
2559         if (!bmap->dim)
2560                 goto error;
2561
2562         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2563         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2564         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2565
2566         return bmap;
2567 error:
2568         isl_basic_map_free(bmap);
2569         return NULL;
2570 }
2571
2572 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2573         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2574         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2575 {
2576         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2577                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2578 }
2579
2580 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2581         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2582         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2583 {
2584         if (!set)
2585                 return NULL;
2586         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2587         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2588                                         src_type, src_pos, n);
2589 error:
2590         isl_set_free(set);
2591         return NULL;
2592 }
2593
2594 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2595         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2596         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2597 {
2598         int i;
2599
2600         if (!map)
2601                 return NULL;
2602         if (n == 0)
2603                 return map;
2604
2605         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2606                 goto error);
2607
2608         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2609                 return map;
2610
2611         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2612
2613         map = isl_map_cow(map);
2614         if (!map)
2615                 return NULL;
2616
2617         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2618         if (!map->dim)
2619                 goto error;
2620
2621         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2622                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2623                                                 dst_type, dst_pos,
2624                                                 src_type, src_pos, n);
2625                 if (!map->p[i])
2626                         goto error;
2627         }
2628
2629         return map;
2630 error:
2631         isl_map_free(map);
2632         return NULL;
2633 }
2634
2635 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2636  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2637  * That's the responsibility of the caller.
2638  */
2639 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2640         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2641 {
2642         struct isl_dim_map *dim_map;
2643         struct isl_basic_map *res;
2644         enum isl_dim_type t;
2645         unsigned total, off;
2646
2647         if (!bmap)
2648                 return NULL;
2649         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2650                 return bmap;
2651
2652         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2653         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2654
2655         off = 0;
2656         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2657                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2658                 if (t == type) {
2659                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2660                                             0, first, off);
2661                         off += first;
2662                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2663                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2664                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2665                                             first + n, size - (first + n), off);
2666                         off += size - (first + n);
2667                 } else {
2668                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2669                         off += size;
2670                 }
2671         }
2672         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2673
2674         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2675                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2676         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2677         return res;
2678 }
2679
2680 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2681  * into existentially quantified variables.
2682  */
2683 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2684                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2685                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2686 {
2687         int i;
2688         size_t row_size;
2689         isl_int **new_div;
2690         isl_int *old;
2691
2692         if (n == 0)
2693                 return bmap;
2694
2695         if (!bmap)
2696                 return NULL;
2697
2698         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2699                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2700
2701         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2702                         goto error);
2703
2704         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2705         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2706         if (!bmap)
2707                 return NULL;
2708
2709         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2710         old = bmap->block2.data;
2711         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2712                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2713         if (!bmap->block2.data)
2714                 goto error;
2715         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2716         if (!new_div)
2717                 goto error;
2718         for (i = 0; i < n; ++i) {
2719                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2720                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2721                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2722         }
2723         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2724                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2725         free(bmap->div);
2726         bmap->div = new_div;
2727         bmap->n_div += n;
2728         bmap->extra += n;
2729
2730         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2731         if (!bmap->dim)
2732                 goto error;
2733         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2734         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2735         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2736 error:
2737         isl_basic_map_free(bmap);
2738         return NULL;
2739 }
2740
2741 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2742  * into existentially quantified variables.
2743  */
2744 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2745                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2746 {
2747         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2748                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2749 }
2750
2751 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2752  * into existentially quantified variables.
2753  */
2754 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2755                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2756 {
2757         int i;
2758
2759         if (!map)
2760                 return NULL;
2761
2762         if (n == 0)
2763                 return map;
2764
2765         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2766
2767         map = isl_map_cow(map);
2768         if (!map)
2769                 return NULL;
2770
2771         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2772         if (!map->dim)
2773                 goto error;
2774
2775         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2776                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2777                 if (!map->p[i])
2778                         goto error;
2779         }
2780
2781         return map;
2782 error:
2783         isl_map_free(map);
2784         return NULL;
2785 }
2786
2787 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2788  * into existentially quantified variables.
2789  */
2790 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2791                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2792 {
2793         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2794 }
2795
2796 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2797 {
2798         int i, j;
2799
2800         for (i = 0; i < n; ++i) {
2801                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2802                 if (j < 0)
2803                         goto error;
2804                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2805         }
2806         return bmap;
2807 error:
2808         isl_basic_map_free(bmap);
2809         return NULL;
2810 }
2811
2812 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2813                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2814 {
2815         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2816         struct isl_basic_map *bmap;
2817         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2818         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2819
2820         if (!bmap1 || !bmap2)
2821                 goto error;
2822
2823         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2824                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2825
2826         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2827         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2828         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2829         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2830
2831         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2832         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2833         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2834         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2835         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2836         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2837         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2838         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2839         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2840         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2841         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2842
2843         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2844                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2845                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2846                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2847         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2848         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2849         bmap = add_divs(bmap, n);
2850         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2851         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2852         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2853 error:
2854         isl_basic_map_free(bmap1);
2855         isl_basic_map_free(bmap2);
2856         return NULL;
2857 }
2858
2859 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2860                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2861 {
2862         if (!bset || !bmap)
2863                 goto error;
2864
2865         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2866                     goto error);
2867
2868         return (struct isl_basic_set *)
2869                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2870 error:
2871         isl_basic_set_free(bset);
2872         isl_basic_map_free(bmap);
2873         return NULL;
2874 }
2875
2876 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2877                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2878 {
2879         if (!bmap1 || !bmap2)
2880                 goto error;
2881
2882         isl_assert(bmap1->ctx,
2883             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2884         isl_assert(bmap1->ctx,
2885             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2886             goto error);
2887
2888         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2889         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2890         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2891 error:
2892         isl_basic_map_free(bmap1);
2893         isl_basic_map_free(bmap2);
2894         return NULL;
2895 }
2896
2897 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2898  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2899  */
2900 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2901                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2902 {
2903         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2904         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2905         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2906         int i;
2907
2908         if (!bmap1 || !bmap2)
2909                 goto error;
2910
2911         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2912                 goto error);
2913
2914         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2915         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2916         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2917
2918         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2919         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2920         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2921         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2922         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2923         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2924         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2925         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2926         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2927         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2928         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2929
2930         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2931                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2932                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2933                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2934         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2935                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2936                 if (j < 0)
2937                         goto error;
2938                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2939                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2940                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2941                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2942         }
2943         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2944         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2945         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2946
2947         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2948         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2949 error:
2950         isl_basic_map_free(bmap);
2951         isl_basic_map_free(bmap1);
2952         isl_basic_map_free(bmap2);
2953         return NULL;
2954 }
2955
2956 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2957  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2958  */
2959 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2960 {
2961         struct isl_map *result;
2962         int i, j;
2963
2964         if (!map1 || !map2)
2965                 goto error;
2966
2967         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2968
2969         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2970                                 map1->n * map2->n, 0);
2971         if (!result)
2972                 goto error;
2973         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2974                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2975                         struct isl_basic_map *part;
2976                         part = isl_basic_map_sum(
2977                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2978                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2979                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2980                                 isl_basic_map_free(part);
2981                         else
2982                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2983                         if (!result)
2984                                 goto error;
2985                 }
2986         isl_map_free(map1);
2987         isl_map_free(map2);
2988         return result;
2989 error:
2990         isl_map_free(map1);
2991         isl_map_free(map2);
2992         return NULL;
2993 }
2994
2995 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2996         __isl_take isl_set *set2)
2997 {
2998         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2999 }
3000
3001 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3002  */
3003 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3004 {
3005         int i, j;
3006         unsigned off, n;
3007
3008         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3009         if (!bmap)
3010                 return NULL;
3011
3012         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3013         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3014         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3015                 for (j = 0; j < n; ++j)
3016                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3017         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3018                 for (j = 0; j < n; ++j)
3019                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3020         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3021                 for (j = 0; j < n; ++j)
3022                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3023         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3024 }
3025
3026 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3027 {
3028         return isl_basic_map_neg(bset);
3029 }
3030
3031 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3032  */
3033 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3034 {
3035         int i;
3036
3037         map = isl_map_cow(map);
3038         if (!map)
3039                 return NULL;
3040
3041         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3042                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3043                 if (!map->p[i])
3044                         goto error;
3045         }
3046
3047         return map;
3048 error:
3049         isl_map_free(map);
3050         return NULL;
3051 }
3052
3053 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3054 {
3055         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3056 }
3057
3058 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3059  * A -> floor(f(A)/d).
3060  */
3061 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3062                 isl_int d)
3063 {
3064         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3065         struct isl_basic_map *result = NULL;
3066         struct isl_dim_map *dim_map;
3067         int i;
3068
3069         if (!bmap)
3070                 return NULL;
3071
3072         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3073         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3074         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3075
3076         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3077         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3078         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3079         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3080         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3081         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3082
3083         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3084                         bmap->n_div + n_out,
3085                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3086         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3087         result = add_divs(result, n_out);
3088         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3089                 int j;
3090                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3091                 if (j < 0)
3092                         goto error;
3093                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3094                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3095                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3096                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3097                 if (j < 0)
3098                         goto error;
3099                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3100                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3101                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3102                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3103         }
3104
3105         result = isl_basic_map_simplify(result);
3106         return isl_basic_map_finalize(result);
3107 error:
3108         isl_basic_map_free(result);
3109         return NULL;
3110 }
3111
3112 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3113  * A -> floor(f(A)/d).
3114  */
3115 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3116 {
3117         int i;
3118
3119         map = isl_map_cow(map);
3120         if (!map)
3121                 return NULL;
3122
3123         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3124         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3125         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3126                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3127                 if (!map->p[i])
3128                         goto error;
3129         }
3130
3131         return map;
3132 error:
3133         isl_map_free(map);
3134         return NULL;
3135 }
3136
3137 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3138 {
3139         int i;
3140         unsigned nparam;
3141         unsigned n_in;
3142
3143         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3144         if (i < 0)
3145                 goto error;
3146         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3147         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3148         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3149         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3150         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3151         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3152 error:
3153         isl_basic_map_free(bmap);
3154         return NULL;
3155 }
3156
3157 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3158  */
3159 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3160 {
3161         int i;
3162         unsigned nparam;
3163         unsigned n_in;
3164
3165         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3166         if (i < 0)
3167                 goto error;
3168         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3169         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3170         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3171         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3172         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3173         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3174         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3175 error:
3176         isl_basic_map_free(bmap);
3177         return NULL;
3178 }
3179
3180 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3181  */
3182 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3183         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3184 {
3185         int i;
3186         unsigned nparam;
3187         unsigned n_in;
3188
3189         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3190         if (i < 0)
3191                 goto error;
3192         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3193         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3194         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3195         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3196         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3197         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3198 error:
3199         isl_basic_map_free(bmap);
3200         return NULL;
3201 }
3202
3203 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3204  */
3205 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3206 {
3207         int i;
3208         unsigned nparam;
3209         unsigned n_in;
3210
3211         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3212         if (i < 0)
3213                 goto error;
3214         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3215         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3216         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3217         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3218         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3219         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3220         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3221 error:
3222         isl_basic_map_free(bmap);
3223         return NULL;
3224 }
3225
3226 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3227  */
3228 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3229         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3230 {
3231         int i;
3232         unsigned nparam;
3233         unsigned n_in;
3234
3235         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3236         if (i < 0)
3237                 goto error;
3238         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3239         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3240         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3241         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3242         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3243         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3244 error:
3245         isl_basic_map_free(bmap);
3246         return NULL;
3247 }
3248
3249 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3250 {
3251         int i;
3252         struct isl_basic_map *bmap;
3253         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3254         if (!bmap)
3255                 return NULL;
3256         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3257                 bmap = var_equal(bmap, i);
3258         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3259 }
3260
3261 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3262  */
3263 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3264 {
3265         int i;
3266         struct isl_basic_map *bmap;
3267         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3268         if (!bmap)
3269                 return NULL;
3270         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3271                 bmap = var_equal(bmap, i);
3272         if (bmap)
3273                 bmap = var_less(bmap, pos);
3274         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3275 }
3276
3277 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3278  */
3279 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3280         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3281 {
3282         int i;
3283         isl_basic_map *bmap;
3284
3285         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3286         for (i = 0; i < pos; ++i)
3287                 bmap = var_equal(bmap, i);
3288         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3289         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3290 }
3291
3292 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3293  */
3294 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3295 {
3296         int i;
3297         struct isl_basic_map *bmap;
3298         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3299         if (!bmap)
3300                 return NULL;
3301         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3302                 bmap = var_equal(bmap, i);
3303         if (bmap)
3304                 bmap = var_more(bmap, pos);
3305         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3306 }
3307
3308 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3309  */
3310 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3311         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3312 {
3313         int i;
3314         isl_basic_map *bmap;
3315
3316         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3317         for (i = 0; i < pos; ++i)
3318                 bmap = var_equal(bmap, i);
3319         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3320         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3321 }
3322
3323 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3324         unsigned n, int equal)
3325 {
3326         struct isl_map *map;
3327         int i;
3328
3329         if (n == 0 && equal)
3330                 return isl_map_universe(dims);
3331
3332         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3333
3334         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3335                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3336                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3337         if (n > 0) {
3338                 if (equal)
3339                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3340                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3341                 else
3342                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3343                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3344         } else
3345                 isl_dim_free(dims);
3346
3347         return map;
3348 }
3349
3350 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3351 {
3352         if (!dims)
3353                 return NULL;
3354         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3355 }
3356
3357 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3358 {
3359         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3360 }
3361
3362 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3363 {
3364         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3365 }
3366
3367 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3368 {
3369         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3370 }
3371
3372 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3373 {
3374         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3375 }
3376
3377 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3378         unsigned n, int equal)
3379 {
3380         struct isl_map *map;
3381         int i;
3382
3383         if (n == 0 && equal)
3384                 return isl_map_universe(dims);
3385
3386         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3387
3388         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3389                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3390                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3391         if (n > 0) {
3392                 if (equal)
3393                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3394                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3395                 else
3396                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3397                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3398         } else
3399                 isl_dim_free(dims);
3400
3401         return map;
3402 }
3403
3404 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3405 {
3406         if (!dims)
3407                 return NULL;
3408         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3409 }
3410
3411 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3412 {
3413         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3414 }
3415
3416 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3417 {
3418         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3419 }
3420
3421 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3422 {
3423         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3424 }
3425
3426 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3427 {
3428         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3429 }
3430
3431 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3432         __isl_take isl_set *set2)
3433 {
3434         isl_map *map;
3435         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3436         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3437         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3438         return map;
3439 }
3440
3441 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3442         __isl_take isl_set *set2)
3443 {
3444         isl_map *map;
3445         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3446         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3447         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3448         return map;
3449 }
3450
3451 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3452         __isl_take isl_set *set2)
3453 {
3454         isl_map *map;
3455         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3456         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3457         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3458         return map;
3459 }
3460
3461 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3462         __isl_take isl_set *set2)
3463 {
3464         isl_map *map;
3465         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3466         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3467         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3468         return map;
3469 }
3470
3471 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3472         __isl_take isl_map *map2)
3473 {
3474         isl_map *map;
3475         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3476         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3477         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3478         return map;
3479 }
3480
3481 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3482         __isl_take isl_map *map2)
3483 {
3484         isl_map *map;
3485         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3486         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3487         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3488         return map;
3489 }
3490
3491 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3492         __isl_take isl_map *map2)
3493 {
3494         isl_map *map;
3495         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3496         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3497         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3498         return map;
3499 }
3500
3501 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3502         __isl_take isl_map *map2)
3503 {
3504         isl_map *map;
3505         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3506         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3507         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3508         return map;
3509 }
3510
3511 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3512                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3513 {
3514         struct isl_basic_map *bmap;
3515
3516         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3517         if (!bset || !dim)
3518                 goto error;
3519
3520         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3521         isl_dim_free(bset->dim);
3522         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3523         bmap->dim = dim;
3524         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3525 error:
3526         isl_basic_set_free(bset);
3527         isl_dim_free(dim);
3528         return NULL;
3529 }
3530
3531 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3532 {
3533         if (!bmap)
3534                 goto error;
3535         if (bmap->dim->n_in == 0)
3536                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3537         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3538         if (!bmap)
3539                 goto error;
3540         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3541         if (!bmap->dim)
3542                 goto error;
3543         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3544         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3545 error:
3546         isl_basic_map_free(bmap);
3547         return NULL;
3548 }
3549
3550 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3551  *
3552  *              f - m d >= 0
3553  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3554  *
3555  * Note that the second constraint is the negation of
3556  *
3557  *              f - m d >= n
3558  */
3559 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3560         unsigned pos, isl_int *div)
3561 {
3562         int i, j;
3563         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3564
3565         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3566         if (i < 0)
3567                 return -1;
3568         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3569         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3570
3571         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3572         if (j < 0)
3573                 return -1;
3574         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3575         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3576         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3577         return j;
3578 }
3579
3580 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3581         unsigned pos, isl_int *div)
3582 {
3583         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3584                                                         pos, div);
3585 }
3586
3587 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3588 {
3589         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3590         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3591
3592         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3593                                                         bmap->div[div]);
3594 }
3595
3596 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3597                 struct isl_basic_map *bmap)
3598 {
3599         if (!bmap)
3600                 goto error;
3601         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3602             bmap->n_div == 0 &&
3603             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3604             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3605                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3606         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3607         if (!bmap)
3608                 goto error;
3609         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3610         if (!bmap->dim)
3611                 goto error;
3612         bmap->extra -= bmap->n_div;
3613         bmap->n_div = 0;
3614         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3615         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3616 error:
3617         return NULL;
3618 }
3619
3620 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3621                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3622 {
3623         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3624 }
3625
3626 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3627         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3628 {
3629         struct isl_basic_map *bmap;
3630         struct isl_ctx *ctx;
3631         unsigned total;
3632         int i;
3633
3634         if (!bset || !like)
3635                 goto error;
3636         ctx = bset->ctx;
3637         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3638         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3639         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3640                         goto error);
3641         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3642                 isl_basic_map_free(like);
3643                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3644         }
3645         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3646         if (!bset)
3647                 goto error;
3648         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3649         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3650         isl_dim_free(bmap->dim);
3651         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3652         if (!bmap->dim)
3653                 goto error;
3654         bmap->n_div = like->n_div;
3655         bmap->extra += like->n_div;
3656         if (bmap->extra) {
3657                 unsigned ltotal;
3658                 isl_int **div;
3659                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3660                 if (ltotal > total)
3661                         ltotal = total;
3662                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3663                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3664                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3665                         goto error;
3666                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3667                 if (!div)
3668                         goto error;
3669                 bmap->div = div;
3670                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3671                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3672                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3673                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3674                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3675                 }
3676                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3677                                                         0, 2 * like->n_div);
3678                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3679                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3680                                 continue;
3681                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3682                                 goto error;
3683                 }
3684         }
3685         isl_basic_map_free(like);
3686         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3687         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3688         return bmap;
3689 error:
3690         isl_basic_map_free(like);
3691         isl_basic_set_free(bset);
3692         return NULL;
3693 }
3694
3695 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3696         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3697 {
3698         return (struct isl_basic_set *)
3699                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3700 }
3701
3702 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3703         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3704 {
3705         int i;
3706
3707         if (!set || !like)
3708                 goto error;
3709         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3710                     goto error);
3711         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3712                 isl_basic_set_free(like);
3713                 return set;
3714         }
3715         set = isl_set_cow(set);
3716         if (!set)
3717                 goto error;
3718         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3719                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3720                                                       isl_basic_set_copy(like));
3721                 if (!set->p[i])
3722                         goto error;
3723         }
3724         isl_dim_free(set->dim);
3725         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3726         if (!set->dim)
3727                 goto error;
3728         isl_basic_set_free(like);
3729         return set;
3730 error:
3731         isl_basic_set_free(like);
3732         isl_set_free(set);
3733         return NULL;
3734 }
3735
3736 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3737 {
3738         int i;
3739
3740         map = isl_map_cow(map);
3741         if (!map)
3742                 return NULL;
3743         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3744         if (!map->dim)
3745                 goto error;
3746
3747         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3748                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3749                                 goto error);
3750         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3751                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3752                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3753                 if (!map->p[i])
3754                         goto error;
3755         }
3756         if (map->n == 0)
3757                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3758         else {
3759                 isl_dim_free(map->dim);
3760                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3761         }
3762         if (!map->dim)
3763                 goto error;
3764         return (struct isl_set *)map;
3765 error:
3766         isl_map_free(map);
3767         return NULL;
3768 }
3769
3770 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3771 {
3772         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3773 }
3774
3775 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3776         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3777 {
3778         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3779         if (!bmap || !dim)
3780                 goto error;
3781
3782         isl_dim_free(bmap->dim);
3783         bmap->dim = dim;
3784
3785         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3786
3787         return bmap;
3788 error:
3789         isl_basic_map_free(bmap);
3790         isl_dim_free(dim);
3791         return NULL;
3792 }
3793
3794 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3795         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3796 {
3797         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3798                                                         dim);
3799 }
3800
3801 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3802         __isl_take isl_dim *dim)
3803 {
3804         int i;
3805
3806         map = isl_map_cow(map);
3807         if (!map || !dim)
3808                 goto error;
3809
3810         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3811                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3812                                                     isl_dim_copy(dim));
3813                 if (!map->p[i])
3814                         goto error;
3815         }
3816         isl_dim_free(map->dim);
3817         map->dim = dim;
3818
3819         return map;
3820 error:
3821         isl_map_free(map);
3822         isl_dim_free(dim);
3823         return NULL;
3824 }
3825
3826 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3827         __isl_take isl_dim *dim)
3828 {
3829         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3830 }
3831
3832 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3833 {
3834         isl_dim *dim;
3835         struct isl_basic_set *domain;
3836         unsigned n_in;
3837         unsigned n_out;
3838
3839         if (!bmap)
3840                 return NULL;
3841         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3842
3843         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3844         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3845         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3846         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3847
3848         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3849
3850         return domain;
3851 }
3852
3853 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3854 {
3855         if (!bmap)
3856                 return -1;
3857         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3858 }
3859
3860 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3861 {
3862         if (!bmap)
3863                 return NULL;
3864         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3865                 return bmap;
3866         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3867 }
3868
3869 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3870         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3871 {
3872         int i, k;
3873         isl_dim *dim;
3874         isl_basic_map *domain;
3875         isl_basic_set *bset;
3876         int nparam, n_in, n_out;
3877         unsigned total;
3878
3879         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3880         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3881         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3882
3883         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3884         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3885
3886         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3887         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3888         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3889
3890         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3891
3892         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3893                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3894                 if (k < 0)
3895                         goto error;
3896                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3897                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3898                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3899         }
3900
3901         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3902         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3903 error:
3904         isl_basic_map_free(bmap);
3905         return NULL;
3906 }
3907
3908 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3909         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3910 {
3911         int i, k;
3912         isl_dim *dim;
3913         isl_basic_map *range;
3914         isl_basic_set *bset;
3915         int nparam, n_in, n_out;
3916         unsigned total;
3917
3918         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3919         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3920         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3921
3922         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3923         range = isl_basic_map_universe(dim);
3924
3925         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3926         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3927         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3928
3929         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3930
3931         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3932                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3933                 if (k < 0)
3934                         goto error;
3935                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3936                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3937                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3938         }
3939
3940         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3941         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3942 error:
3943         isl_basic_map_free(bmap);
3944         return NULL;
3945 }
3946
3947 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3948 {
3949         if (!map)
3950                 return -1;
3951         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3952 }
3953
3954 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3955 {
3956         int i;
3957         struct isl_set *set;
3958
3959         if (!map)
3960                 goto error;
3961         if (isl_map_may_be_set(map))
3962                 return (isl_set *)map;
3963
3964         map = isl_map_cow(map);
3965         if (!map)
3966                 goto error;
3967
3968         set = (struct isl_set *) map;
3969         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3970         if (!set->dim)
3971                 goto error;
3972         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3973                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3974                 if (!set->p[i])
3975                         goto error;
3976         }
3977         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3978         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3979         return set;
3980 error:
3981         isl_map_free(map);
3982         return NULL;
3983 }
3984
3985 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3986 {
3987         int i;
3988         isl_dim *domain_dim;
3989
3990         map = isl_map_cow(map);
3991         if (!map)
3992                 return NULL;
3993
3994         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3995         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3996         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
3997         if (!map->dim)
3998                 goto error;
3999         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4000                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4001                 if (!map->p[i])
4002                         goto error;
4003         }
4004         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4005         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4006         return map;
4007 error:
4008         isl_map_free(map);
4009         return NULL;
4010 }
4011
4012 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4013 {
4014         int i;
4015         isl_dim *range_dim;
4016
4017         map = isl_map_cow(map);
4018         if (!map)
4019                 return NULL;
4020
4021         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4022         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4023         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4024         if (!map->dim)
4025                 goto error;
4026         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4027                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4028                 if (!map->p[i])
4029                         goto error;
4030         }
4031         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4032         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4033         return map;
4034 error:
4035         isl_map_free(map);
4036         return NULL;
4037 }
4038
4039 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4040 {
4041         int i;
4042         struct isl_map *map = NULL;
4043
4044         set = isl_set_cow(set);
4045         if (!set || !dim)
4046                 goto error;
4047         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4048         map = (struct isl_map *)set;
4049         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4050                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4051                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4052                 if (!map->p[i])
4053                         goto error;
4054         }
4055         isl_dim_free(map->dim);
4056         map->dim = dim;
4057         return map;
4058 error:
4059         isl_dim_free(dim);
4060         isl_set_free(set);
4061         return NULL;
4062 }
4063
4064 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4065         __isl_take isl_basic_set *bset)
4066 {
4067         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4071         __isl_take isl_basic_set *bset)
4072 {
4073         return (isl_basic_map *)bset;
4074 }
4075
4076 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4077 {
4078         return (struct isl_map *)set;
4079 }
4080
4081 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4082 {
4083         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4084 }
4085
4086 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4087         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4088 {
4089         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4090                                          isl_basic_map_from_range(range));
4091 }
4092
4093 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4094         __isl_take isl_set *range)
4095 {
4096         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4097                                    isl_map_from_range(range));
4098 }
4099
4100 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4101 {
4102         int i;
4103         struct isl_set *set = NULL;
4104
4105         if (!map)
4106                 return NULL;
4107         map = isl_map_cow(map);
4108         if (!map)
4109                 return NULL;
4110         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4111         if (!map->dim)
4112                 goto error;
4113         set = (struct isl_set *)map;
4114         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4115                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4116                 if (!set->p[i])
4117                         goto error;
4118         }
4119         return set;
4120 error:
4121         isl_map_free(map);
4122         return NULL;
4123 }
4124
4125 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4126 {
4127         struct isl_map *map;
4128
4129         if (!dim)
4130                 return NULL;
4131         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4132         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4133                         sizeof(struct isl_map) +
4134                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4135         if (!map)
4136                 goto error;
4137
4138         map->ctx = dim->ctx;
4139         isl_ctx_ref(map->ctx);
4140         map->ref = 1;
4141         map->size = n;
4142         map->n = 0;
4143         map->dim = dim;
4144         map->flags = flags;
4145         return map;
4146 error:
4147         isl_dim_free(dim);
4148         return NULL;
4149 }
4150
4151 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4152                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4153                 unsigned flags)
4154 {
4155         struct isl_map *map;
4156         struct isl_dim *dims;
4157
4158         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4159         if (!dims)
4160                 return NULL;
4161
4162         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4163         return map;
4164 }
4165
4166 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4167 {
4168         struct isl_basic_map *bmap;
4169         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4170         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4171         return bmap;
4172 }
4173
4174 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4175 {
4176         struct isl_basic_set *bset;
4177         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4178         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4179         return bset;
4180 }
4181
4182 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4183 {
4184         struct isl_basic_map *bmap;
4185         if (!model)
4186                 return NULL;
4187         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4188         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4189         return bmap;
4190 }
4191
4192 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4193 {
4194         struct isl_basic_map *bmap;
4195         if (!model)
4196                 return NULL;
4197         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4198         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4199         return bmap;
4200 }
4201
4202 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4203 {
4204         struct isl_basic_set *bset;
4205         if (!model)
4206                 return NULL;
4207         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4208         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4209         return bset;
4210 }
4211
4212 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4213 {
4214         struct isl_basic_map *bmap;
4215         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4216         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4217         return bmap;
4218 }
4219
4220 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4221 {
4222         struct isl_basic_set *bset;
4223         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4224         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4225         return bset;
4226 }
4227
4228 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4229 {
4230         int i;
4231         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4232         isl_basic_map *bmap;
4233
4234         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4235         for (i = 0; i < total; ++i) {
4236                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4237                 if (k < 0)
4238                         goto error;
4239                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4240                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4241         }
4242         return bmap;
4243 error:
4244         isl_basic_map_free(bmap);
4245         return NULL;
4246 }
4247
4248 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4249 {
4250         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4251 }
4252
4253 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4254 {
4255         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4256 }
4257
4258 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4259 {
4260         return isl_map_nat_universe(dim);
4261 }
4262
4263 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4264                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4265 {
4266         if (!model)
4267                 return NULL;
4268         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4269 }
4270
4271 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4272 {
4273         if (!model)
4274                 return NULL;
4275         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4276 }
4277
4278 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4279         __isl_keep isl_set *model)
4280 {
4281         if (!model)
4282                 return NULL;
4283         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4284 }
4285
4286 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4287 {
4288         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4289 }
4290
4291 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4292 {
4293         if (!model)
4294                 return NULL;
4295         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4296 }
4297
4298 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4299 {
4300         if (!model)
4301                 return NULL;
4302         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4303 }
4304
4305 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4306 {
4307         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4308 }
4309
4310 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4311 {
4312         if (!model)
4313                 return NULL;
4314         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4315 }
4316
4317 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4318 {
4319         struct isl_map *map;
4320         if (!dim)
4321                 return NULL;
4322         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4323         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4324         return map;
4325 }
4326
4327 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4328 {
4329         struct isl_set *set;
4330         if (!dim)
4331                 return NULL;
4332         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4333         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4334         return set;
4335 }
4336
4337 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4338 {
4339         if (!model)
4340                 return NULL;
4341         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4342 }
4343
4344 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4345 {
4346         int i;
4347         struct isl_map *dup;
4348
4349         if (!map)
4350                 return NULL;
4351         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4352         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4353                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4354         return dup;
4355 }
4356
4357 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4358                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4359 {
4360         if (!bmap || !map)
4361                 goto error;
4362         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4363                 isl_basic_map_free(bmap);
4364                 return map;
4365         }
4366         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4367         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4368         map->p[map->n] = bmap;
4369         map->n++;
4370         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4371         return map;
4372 error:
4373         if (map)
4374                 isl_map_free(map);
4375         if (bmap)
4376                 isl_basic_map_free(bmap);
4377         return NULL;
4378 }
4379
4380 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4381 {
4382         int i;
4383
4384         if (!map)
4385                 return;
4386
4387         if (--map->ref > 0)
4388                 return;
4389
4390         isl_ctx_deref(map->ctx);
4391         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4392                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4393         isl_dim_free(map->dim);
4394         free(map);
4395 }
4396
4397 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4398                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4399 {
4400         int i;
4401
4402         base = isl_map_cow(base);
4403         if (!base)
4404                 return NULL;
4405
4406         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4407         if (!base->dim)
4408                 goto error;
4409         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4410                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4411                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4412                 if (!base->p[i])
4413                         goto error;
4414         }
4415         return base;
4416 error:
4417         isl_map_free(base);
4418         return NULL;
4419 }
4420
4421 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4422                 unsigned nparam, unsigned dim)
4423 {
4424         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4425                                                         nparam, 0, dim);
4426 }
4427
4428 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4429         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4430 {
4431         int j;
4432
4433         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4434         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4435         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4436         if (j < 0)
4437                 goto error;
4438         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4439         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4440         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4441         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4442         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4443 error:
4444         isl_basic_map_free(bmap);
4445         return NULL;
4446 }
4447
4448 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4449         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4450 {
4451         int j;
4452
4453         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4454         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4455         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4456         if (j < 0)
4457                 goto error;
4458         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4459         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4460         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4461         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4462         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4463 error:
4464         isl_basic_map_free(bmap);
4465         return NULL;
4466 }
4467
4468 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4469                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4470 {
4471         if (!bmap)
4472                 return NULL;
4473         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4474         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4475                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4476 error:
4477         isl_basic_map_free(bmap);
4478         return NULL;
4479 }
4480
4481 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4482                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4483 {
4484         if (!bmap)
4485                 return NULL;
4486         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4487         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4488                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4489 error:
4490         isl_basic_map_free(bmap);
4491         return NULL;
4492 }
4493
4494 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4495                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4496 {
4497         return (struct isl_basic_set *)
4498                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4499                                         type, pos, value);
4500 }
4501
4502 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4503                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4504 {
4505         return (struct isl_basic_set *)
4506                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4507                                         type, pos, value);
4508 }
4509
4510 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4511                 unsigned input, int value)
4512 {
4513         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4514 }
4515
4516 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4517                 unsigned dim, int value)
4518 {
4519         return (struct isl_basic_set *)
4520                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4521                                         isl_dim_set, dim, value);
4522 }
4523
4524 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4525                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4526 {
4527         int i;
4528
4529         map = isl_map_cow(map);
4530         if (!map)
4531                 return NULL;
4532
4533         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4534         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4535                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4536                 if (!map->p[i])
4537                         goto error;
4538         }
4539         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4540         return map;
4541 error:
4542         isl_map_free(map);
4543         return NULL;
4544 }
4545
4546 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4547                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4548 {
4549         return (struct isl_set *)
4550                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4551 }
4552
4553 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4554                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4555 {
4556         int i;
4557
4558         map = isl_map_cow(map);
4559         if (!map)
4560                 return NULL;
4561
4562         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4563         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4564                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4565                 if (!map->p[i])
4566                         goto error;
4567         }
4568         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4569         return map;
4570 error:
4571         isl_map_free(map);
4572         return NULL;
4573 }
4574
4575 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4576                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4577 {
4578         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4579 }
4580
4581 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4582                 unsigned input, int value)
4583 {
4584         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4585 }
4586
4587 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4588 {
4589         return (struct isl_set *)
4590                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4591 }
4592
4593 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4594                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4595                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4596 {
4597         int j;
4598
4599         if (!bmap)
4600                 return NULL;
4601         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4602         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4603         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4604         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4605         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4606         if (j < 0)
4607                 goto error;
4608         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4609         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4610         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4611         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4612         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4613 error:
4614         isl_basic_map_free(bmap);
4615         return NULL;
4616 }
4617
4618 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4619         unsigned dim, isl_int value)
4620 {
4621         int j;
4622
4623         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4624         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4625         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4626         if (j < 0)
4627                 goto error;
4628         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4629         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4630         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4631         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4632         return isl_basic_set_finalize(bset);
4633 error:
4634         isl_basic_set_free(bset);
4635         return NULL;
4636 }
4637
4638 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4639                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4640 {
4641         int i;
4642
4643         map = isl_map_cow(map);
4644         if (!map)
4645                 return NULL;
4646
4647         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4648         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4649                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4650                                                          type, pos, value);
4651                 if (!map->p[i])
4652                         goto error;
4653         }
4654         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4655         return map;
4656 error:
4657         isl_map_free(map);
4658         return NULL;
4659 }
4660
4661 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4662                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4663 {
4664         return (struct isl_set *)
4665                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4666 }
4667
4668 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4669                                         isl_int value)
4670 {
4671         int i;
4672
4673         set = isl_set_cow(set);
4674         if (!set)
4675                 return NULL;
4676
4677         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4678         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4679                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4680                 if (!set->p[i])
4681                         goto error;
4682         }
4683         return set;
4684 error:
4685         isl_set_free(set);
4686         return NULL;
4687 }
4688
4689 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4690 {
4691         int i;
4692
4693         map = isl_map_cow(map);
4694         if (!map)
4695                 return NULL;
4696
4697         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4698         if (!map->dim)
4699                 goto error;
4700         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4701                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4702                 if (!map->p[i])
4703                         goto error;
4704         }
4705         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4706         return map;
4707 error:
4708         isl_map_free(map);
4709         return NULL;
4710 }
4711
4712 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4713                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4714                 struct isl_set **empty, int max)
4715 {
4716         if (!bmap)
4717                 goto error;
4718         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4719                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4720         else
4721                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4722 error:
4723         isl_basic_map_free(bmap);
4724         isl_basic_set_free(dom);
4725         if (empty)
4726                 *empty = NULL;
4727         return NULL;
4728 }
4729
4730 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4731                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4732                 struct isl_set **empty)
4733 {
4734         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4735 }
4736
4737 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4738                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4739                 struct isl_set **empty)
4740 {
4741         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4742 }
4743
4744 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4745                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4746                 struct isl_set **empty)
4747 {
4748         return (struct isl_set *)
4749                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4750                         dom, empty);
4751 }
4752
4753 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4754                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4755                 struct isl_set **empty)
4756 {
4757         return (struct isl_set *)
4758                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4759                         dom, empty);
4760 }
4761
4762 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4763  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4764  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4765  *
4766  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4767  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4768  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4769  * domain down into the parametric integer programming.
4770  */
4771 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4772                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4773                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4774 {
4775         int i;
4776         struct isl_map *res;
4777
4778         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4779         if (!dom)
4780                 goto error;
4781
4782         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4783                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4784                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4785                 isl_set_free(dom);
4786                 isl_basic_map_free(bmap);
4787                 return res;
4788         }
4789
4790         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4791                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4792
4793         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4794                 struct isl_map *res_i;
4795                 struct isl_set *empty_i;
4796
4797                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4798                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4799
4800                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4801                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4802         }
4803
4804         isl_set_free(dom);
4805         isl_basic_map_free(bmap);
4806         return res;
4807 error:
4808         *empty = NULL;
4809         isl_set_free(dom);
4810         isl_basic_map_free(bmap);
4811         return NULL;
4812 }
4813
4814 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4815  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4816  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4817  *
4818  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4819  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4820  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4821  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4822  * improve both "res" and "todo".
4823  *
4824  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4825  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4826  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4827  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4828  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4829  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4830  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4831  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4832  * for the ith basic map, i.e.,
4833  *
4834  *      todo^i = todo^k * todo_i
4835  *
4836  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4837  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4838  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4839  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4840  * the lexicographic order.)
4841  * In practice, we compute
4842  *
4843  *      res^k * (res_i . "<=")
4844  *
4845  * and
4846  *
4847  *      res_i * (res^k . "<")
4848  *
4849  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4850  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4851  * that one, i.e.,
4852  *
4853  *      res^k * todo_i
4854  * and
4855  *      res_i * todo^k
4856  *
4857  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4858  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4859  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4860  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4861  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4862  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4863  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4864  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4865  * the previous basic maps.
4866  */
4867 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4868                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4869                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4870 {
4871         int i;
4872         struct isl_map *res;
4873         struct isl_set *todo;
4874
4875         if (!map || !dom)
4876                 goto error;
4877
4878         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4879                 if (empty)
4880                         *empty = dom;
4881                 else
4882                         isl_set_free(dom);
4883                 return map;
4884         }
4885
4886         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4887                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4888
4889         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4890                 isl_map *lt, *le;
4891                 isl_map *res_i;
4892                 isl_set *todo_i;
4893                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4894
4895                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4896                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4897
4898                 if (max) {
4899                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4900                         le = isl_map_lex_le(dim);
4901                 } else {
4902                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4903                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4904                 }
4905                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4906                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4907                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4908                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4909
4910                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4911                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4912                                                         isl_set_copy(todo_i));
4913                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4914                                                         isl_set_copy(todo));
4915                 }
4916
4917                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4918                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4919                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4920
4921                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4922         }
4923
4924         isl_set_free(dom);
4925         isl_map_free(map);
4926
4927         if (empty)
4928                 *empty = todo;
4929         else
4930                 isl_set_free(todo);
4931
4932         return res;
4933 error:
4934         if (empty)
4935                 *empty = NULL;
4936         isl_set_free(dom);
4937         isl_map_free(map);
4938         return NULL;
4939 }
4940
4941 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4942                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4943                 __isl_give isl_set **empty)
4944 {
4945         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4946 }
4947
4948 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4949                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4950                 __isl_give isl_set **empty)
4951 {
4952         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4953 }
4954
4955 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4956                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4957                 __isl_give isl_set **empty)
4958 {
4959         return (struct isl_set *)
4960                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4961                         dom, empty);
4962 }
4963
4964 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4965                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4966                 __isl_give isl_set **empty)
4967 {
4968         return (struct isl_set *)
4969                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4970                         dom, empty);
4971 }
4972
4973 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4974 {
4975         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4976         struct isl_dim *dom_dim;
4977
4978         if (!bmap)
4979                 goto error;
4980         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4981         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4982         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4983 error:
4984         isl_basic_map_free(bmap);
4985         return NULL;
4986 }
4987
4988 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4989 {
4990         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4991 }
4992
4993 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4994 {
4995         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4996 }
4997
4998 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4999 {
5000         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5001 }
5002
5003 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5004 {
5005         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5006 }
5007
5008 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5009 {
5010         struct isl_set *dom = NULL;
5011         struct isl_dim *dom_dim;
5012
5013         if (!map)
5014                 goto error;
5015         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5016         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5017         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5018 error:
5019         isl_map_free(map);
5020         return NULL;
5021 }
5022
5023 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5024 {
5025         return isl_map_lexopt(map, 0);
5026 }
5027
5028 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5029 {
5030         return isl_map_lexopt(map, 1);
5031 }
5032
5033 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5034 {
5035         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5036 }
5037
5038 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5039 {
5040         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5041 }
5042
5043 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5044  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5045  */
5046 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5047         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5048 {
5049         unsigned nparam;
5050
5051         if (!bset || !mat)
5052                 goto error;
5053
5054         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5055         if (!bset->dim)
5056                 goto error;
5057
5058         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5059
5060         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5061
5062         bset->dim->nparam = 0;
5063         bset->dim->n_out = nparam;
5064         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5065         if (bset) {
5066                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5067                 bset->dim->n_out = 0;
5068         }
5069         return bset;
5070 error:
5071         isl_mat_free(mat);
5072         isl_basic_set_free(bset);
5073         return NULL;
5074 }
5075
5076 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5077  * set is assumed to have only parameters and divs.
5078  */
5079 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5080         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5081 {
5082         struct isl_dim *dim = NULL;
5083         unsigned nparam;
5084
5085         if (!set || !mat)
5086                 goto error;
5087
5088         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5089         dim = isl_dim_cow(dim);
5090         if (!dim)
5091                 goto error;
5092
5093         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5094
5095         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5096
5097         dim->nparam = 0;
5098         dim->n_out = nparam;
5099         isl_set_reset_dim(set, dim);
5100         set = isl_set_preimage(set, mat);
5101         if (!set)
5102                 goto error2;
5103         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5104         dim = isl_dim_cow(dim);
5105         if (!dim)
5106                 goto error2;
5107         dim->nparam = dim->n_out;
5108         dim->n_out = 0;
5109         isl_set_reset_dim(set, dim);
5110         return set;
5111 error:
5112         isl_dim_free(dim);
5113         isl_mat_free(mat);
5114 error2:
5115         isl_set_free(set);
5116         return NULL;
5117 }
5118
5119 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5120  * equalities in "eq".
5121  */
5122 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5123         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5124 {
5125         int i, k;
5126         unsigned len;
5127
5128         if (!bset || !eq)
5129                 goto error;
5130
5131         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5132                                         eq->n_row, 0);
5133         if (!bset)
5134                 goto error;
5135
5136         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5137         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5138                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5139                 if (k < 0)
5140                         goto error;
5141                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5142                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5143         }
5144         isl_mat_free(eq);
5145
5146         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5147         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5148
5149         return bset;
5150 error:
5151         isl_mat_free(eq);
5152         isl_basic_set_free(bset);
5153         return NULL;
5154 }
5155
5156 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5157  * equalities in "eq".
5158  */
5159 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5160         struct isl_mat *eq)
5161 {
5162         int i;
5163
5164         if (!set || !eq)
5165                 goto error;
5166
5167         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5168                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5169                                         isl_mat_copy(eq));
5170                 if (!set->p[i])
5171                         goto error;
5172         }
5173         isl_mat_free(eq);
5174         return set;
5175 error:
5176         isl_mat_free(eq);
5177         isl_set_free(set);
5178         return NULL;
5179 }
5180
5181 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5182  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5183  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5184  * The output has the same parameters, but only
5185  * explicit existentially quantified variables.
5186  *
5187  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5188  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5189  * among the parameters by performing a variable compression on
5190  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5191  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5192  */
5193 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5194 {
5195         int i, j;
5196         struct isl_mat *eq;
5197         struct isl_mat *T, *T2;
5198         struct isl_set *set;
5199         unsigned nparam, n_div;
5200
5201         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5202         if (!bset)
5203                 return NULL;
5204
5205         if (bset->n_eq == 0)
5206                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5207
5208         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5209
5210         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5211         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5212
5213         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5214                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5215                         ++i;
5216         }
5217         if (i == bset->n_eq)
5218                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5219
5220         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5221                 0, 1 + nparam);
5222         eq = isl_mat_cow(eq);
5223         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5224         if (T && T->n_col == 0) {
5225                 isl_mat_free(T);
5226                 isl_mat_free(T2);
5227                 isl_mat_free(eq);
5228                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5229                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5230         }
5231         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5232
5233         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5234         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5235         set = set_append_equalities(set, eq);
5236         return set;
5237 }
5238
5239 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5240  * quantified variables.
5241  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5242  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5243  * no input or output dimensions and the dimension specification
5244  * is reset to that of the input.
5245  */
5246 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5247 {
5248         struct isl_basic_set *bset;
5249         struct isl_set *set;
5250         struct isl_map *map;
5251         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5252         unsigned         nparam;
5253         unsigned         n_in;
5254         unsigned         n_out;
5255
5256         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5257         if (!bmap)
5258                 return NULL;
5259
5260         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5261         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5262         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5263         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5264         if (!dim)
5265                 goto error;
5266
5267         orig_dim = bmap->dim;
5268         bmap->dim = dim;
5269         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5270
5271         set = parameter_compute_divs(bset);
5272         map = (struct isl_map *)set;
5273         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5274
5275         return map;
5276 error:
5277         isl_basic_map_free(bmap);
5278         return NULL;
5279 }
5280
5281 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5282 {
5283         int i;
5284         unsigned off;
5285
5286         if (!bmap)
5287                 return -1;
5288
5289         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5290         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5291                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5292                         return 0;
5293                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5294                                 return -1);
5295         }
5296         return 1;
5297 }
5298
5299 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5300 {
5301         int i;
5302
5303         if (!map)
5304                 return -1;
5305
5306         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5307                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
5308                 if (known <= 0)
5309                         return known;
5310         }
5311
5312         return 1;
5313 }
5314
5315 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5316  * expressions for them.  However, this computation may be
5317  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5318  * strictly needed.
5319  */
5320 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5321 {
5322         int i;
5323         int known;
5324         struct isl_map *map;
5325
5326         known = basic_map_divs_known(bmap);
5327         if (known < 0)
5328                 goto error;
5329         if (known)
5330                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5331
5332         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5333
5334         known = basic_map_divs_known(bmap);
5335         if (known < 0)
5336                 goto error;
5337         if (known)
5338                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5339
5340         map = compute_divs(bmap);
5341         return map;
5342 error:
5343         isl_basic_map_free(bmap);
5344         return NULL;
5345 }
5346
5347 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5348 {
5349         int i;
5350         int known;
5351         struct isl_map *res;
5352
5353         if (!map)
5354                 return NULL;
5355         if (map->n == 0)
5356                 return map;
5357
5358         known = map_divs_known(map);
5359         if (known < 0) {
5360                 isl_map_free(map);
5361                 return NULL;
5362         }
5363         if (known)
5364                 return map;
5365
5366         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5367         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5368                 struct isl_map *r2;
5369                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5370                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5371                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5372                 else
5373                         res = isl_map_union(res, r2);
5374         }
5375         isl_map_free(map);
5376
5377         return res;
5378 }
5379
5380 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5381 {
5382         return (struct isl_set *)
5383                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5384 }
5385
5386 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5387 {
5388         return (struct isl_set *)
5389                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5390 }
5391
5392 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5393 {
5394         int i;
5395         struct isl_set *set;
5396
5397         if (!map)
5398                 goto error;
5399
5400         map = isl_map_cow(map);
5401         if (!map)
5402                 return NULL;
5403
5404         set = (struct isl_set *)map;
5405         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5406         if (!set->dim)
5407                 goto error;
5408         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5409                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5410                 if (!set->p[i])
5411                         goto error;
5412         }
5413         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5414         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5415         return set;
5416 error:
5417         isl_map_free(map);
5418         return NULL;
5419 }
5420
5421 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5422                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5423 {
5424         int i;
5425         unsigned flags = 0;
5426         struct isl_map *map = NULL;
5427
5428         if (!map1 || !map2)
5429                 goto error;
5430
5431         if (map1->n == 0) {
5432                 isl_map_free(map1);
5433                 return map2;
5434         }
5435         if (map2->n == 0) {
5436                 isl_map_free(map2);
5437                 return map1;
5438         }
5439
5440         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5441
5442         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5443             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5444                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5445
5446         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5447                                 map1->n + map2->n, flags);
5448         if (!map)
5449                 goto error;
5450         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5451                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5452                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5453                 if (!map)
5454                         goto error;
5455         }
5456         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5457                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5458                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5459                 if (!map)
5460                         goto error;
5461         }
5462         isl_map_free(map1);
5463         isl_map_free(map2);
5464         return map;
5465 error:
5466         isl_map_free(map);
5467         isl_map_free(map1);
5468         isl_map_free(map2);
5469         return NULL;
5470 }
5471
5472 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5473 {
5474         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5475         if (!map1)
5476                 return NULL;
5477         if (map1->n > 1)
5478                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5479         return map1;
5480 }
5481
5482 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5483                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5484 {
5485         return (struct isl_set *)
5486                 isl_map_union_disjoint(
5487                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5488 }
5489
5490 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5491 {
5492         return (struct isl_set *)
5493                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5494 }
5495
5496 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5497                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5498 {
5499         unsigned flags = 0;
5500         struct isl_map *result;
5501         int i, j;
5502
5503         if (!map || !set)
5504                 goto error;
5505
5506         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5507                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5508                         "parameters don't match", goto error);
5509
5510         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5511             !isl_map_compatible_range(map, set))
5512                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5513                         "incompatible spaces", goto error);
5514
5515         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5516                 isl_set_free(set);
5517                 return map;
5518         }
5519
5520         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5521             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5522                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5523
5524         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5525                                         map->n * set->n, flags);
5526         if (!result)
5527                 goto error;
5528         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5529                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5530                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5531                             isl_basic_map_intersect_range(
5532                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5533                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5534                         if (!result)
5535                                 goto error;
5536                 }
5537         isl_map_free(map);
5538         isl_set_free(set);
5539         return result;
5540 error:
5541         isl_map_free(map);
5542         isl_set_free(set);
5543         return NULL;
5544 }
5545
5546 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5547                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5548 {
5549         return isl_map_reverse(
5550                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5551 }
5552
5553 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5554                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5555 {
5556         if (!map1 || !map2)
5557                 goto error;
5558         map1 = isl_map_reverse(map1);
5559         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5560         return isl_map_reverse(map1);
5561 error:
5562         isl_map_free(map1);
5563         isl_map_free(map2);
5564         return NULL;
5565 }
5566
5567 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5568                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5569 {
5570         struct isl_dim *dim_result;
5571         struct isl_map *result;
5572         int i, j;
5573
5574         if (!map1 || !map2)
5575                 goto error;
5576
5577         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5578                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5579
5580         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5581         if (!result)
5582                 goto error;
5583         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5584                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5585                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5586                             isl_basic_map_apply_range(
5587                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5588                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5589                         if (!result)
5590                                 goto error;
5591                 }
5592         isl_map_free(map1);
5593         isl_map_free(map2);
5594         if (result && result->n <= 1)
5595                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5596         return result;
5597 error:
5598         isl_map_free(map1);
5599         isl_map_free(map2);
5600         return NULL;
5601 }
5602
5603 /*
5604  * returns range - domain
5605  */
5606 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5607 {
5608         isl_dim *dims, *target_dim;
5609         struct isl_basic_set *bset;
5610         unsigned dim;
5611         unsigned nparam;
5612         int i;
5613
5614         if (!bmap)
5615                 goto error;
5616         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5617                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5618                    goto error);
5619         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5620         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5621         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5622         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5623         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5624         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5625         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5626         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5627         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5628         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5629                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5630                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5631                 if (j < 0)
5632                         goto error;
5633                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5634                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5635                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5636                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5637         }
5638         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5639         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5640         return bset;
5641 error:
5642         isl_basic_map_free(bmap);
5643         return NULL;
5644 }
5645
5646 /*
5647  * returns range - domain
5648  */
5649 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5650 {
5651         int i;
5652         isl_dim *dim;
5653         struct isl_set *result;
5654
5655         if (!map)
5656                 return NULL;
5657
5658         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5659                                                  map->dim, isl_dim_out),
5660                    goto error);
5661         dim = isl_map_get_dim(map);
5662         dim = isl_dim_domain(dim);
5663         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5664         if (!result)
5665                 goto error;
5666         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5667                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5668                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5669         isl_map_free(map);
5670         return result;
5671 error:
5672         isl_map_free(map);
5673         return NULL;
5674 }
5675
5676 /*
5677  * returns [domain -> range] -> range - domain
5678  */
5679 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5680         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5681 {
5682         int i, k;
5683         isl_dim *dim;
5684         isl_basic_map *domain;
5685         isl_basic_set *bset;
5686         int nparam, n;
5687         unsigned total;
5688
5689         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5690                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5691                         "domain and range don't match", goto error);
5692
5693         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5694         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5695
5696         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5697         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5698
5699         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5700         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5701         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5702
5703         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5704
5705         for (i = 0; i < n; ++i) {
5706                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5707                 if (k < 0)
5708                         goto error;
5709                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5710                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5711                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5712                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5713         }
5714
5715         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5716         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5717 error:
5718         isl_basic_map_free(bmap);
5719         return NULL;
5720 }
5721
5722 /*
5723  * returns [domain -> range] -> range - domain
5724  */
5725 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5726 {
5727         int i;
5728         isl_dim *domain_dim;
5729
5730         if (!map)
5731                 return NULL;
5732
5733         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5734                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5735                         "domain and range don't match", goto error);
5736
5737         map = isl_map_cow(map);
5738         if (!map)
5739                 return NULL;
5740
5741         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5742         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5743         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5744         if (!map->dim)
5745                 goto error;
5746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5747                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5748                 if (!map->p[i])
5749                         goto error;
5750         }
5751         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5752         return map;
5753 error:
5754         isl_map_free(map);
5755         return NULL;
5756 }
5757
5758 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5759 {
5760         struct isl_basic_map *bmap;
5761         unsigned nparam;
5762         unsigned dim;
5763         int i;
5764
5765         if (!dims)
5766                 return NULL;
5767
5768         nparam = dims->nparam;
5769         dim = dims->n_out;
5770         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5771         if (!bmap)
5772                 goto error;
5773
5774         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5775                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5776                 if (j < 0)
5777                         goto error;
5778                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5779                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5780                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5781         }
5782         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5783 error:
5784         isl_basic_map_free(bmap);
5785         return NULL;
5786 }
5787
5788 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5789 {
5790         if (!dim)
5791                 return NULL;
5792         if (dim->n_in != dim->n_out)
5793                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5794                         "number of input and output dimensions needs to be "
5795                         "the same", goto error);
5796         return basic_map_identity(dim);
5797 error:
5798         isl_dim_free(dim);
5799         return NULL;
5800 }
5801
5802 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5803 {
5804         if (!model || !model->dim)
5805                 return NULL;
5806         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5807 }
5808
5809 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5810 {
5811         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5812 }
5813
5814 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5815 {
5816         if (!model || !model->dim)
5817                 return NULL;
5818         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5819 }
5820
5821 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5822 {
5823         if (!model || !model->dim)
5824                 return NULL;
5825         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5826 }
5827
5828 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5829 {
5830         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5831         isl_map *id;
5832         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5833         return isl_map_intersect_range(id, set);
5834 }
5835
5836 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5837  * values.
5838  */
5839 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5840 {
5841         int i;
5842         unsigned nparam;
5843         unsigned dim;
5844         struct isl_basic_set *bset;
5845
5846         if (!dims)
5847                 return NULL;
5848         nparam = dims->nparam;
5849         dim = dims->n_out;
5850         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5851         if (!bset)
5852                 return NULL;
5853         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5854                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5855                 if (k < 0)
5856                         goto error;
5857                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5858                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5859         }
5860         return bset;
5861 error:
5862         isl_basic_set_free(bset);
5863         return NULL;
5864 }
5865
5866 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5867  */
5868 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5869         int pos)
5870 {
5871         int k;
5872         isl_basic_set *nonneg;
5873
5874         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5875         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5876         if (k < 0)
5877                 goto error;
5878         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5879         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
5880
5881         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
5882 error:
5883         isl_basic_set_free(nonneg);
5884         return NULL;
5885 }
5886
5887 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
5888  */
5889 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
5890 {
5891         int k;
5892         isl_basic_set *neg;
5893
5894         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5895         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5896         if (k < 0)
5897                 goto error;
5898         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5899         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5900         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
5901
5902         return isl_basic_set_finalize(neg);
5903 error:
5904         isl_basic_set_free(neg);
5905         return NULL;
5906 }
5907
5908 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5909         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5910 {
5911         int i;
5912         isl_basic_set *nonneg;
5913         isl_basic_set *neg;
5914
5915         if (!set)
5916                 return NULL;
5917         if (n == 0)
5918                 return set;
5919
5920         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5921
5922         for (i = 0; i < n; ++i) {
5923                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5924                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5925                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5926                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5927
5928                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5929         }
5930
5931         return set;
5932 error:
5933         isl_set_free(set);
5934         return NULL;
5935 }
5936
5937 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
5938         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5939         void *user)
5940 {
5941         isl_set *half;
5942
5943         if (!set)
5944                 return -1;
5945         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
5946                 isl_set_free(set);
5947                 return 0;
5948         }
5949         if (first == len)
5950                 return fn(set, signs, user);
5951
5952         signs[first] = 1;
5953         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5954                                                         1 + first));
5955         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
5956         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
5957                 goto error;
5958
5959         signs[first] = -1;
5960         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5961                                                         1 + first));
5962         half = isl_set_intersect(half, set);
5963         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
5964 error:
5965         isl_set_free(set);
5966         return -1;
5967 }
5968
5969 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
5970  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
5971  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
5972  * to the sign of the corresponding variable.
5973  */
5974 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
5975         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5976         void *user)
5977 {
5978         unsigned nparam;
5979         unsigned nvar;
5980         int *signs;
5981         int r;
5982
5983         if (!set)
5984                 return -1;
5985         if (isl_set_plain_is_empty(set))
5986                 return 0;
5987
5988         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5989         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
5990
5991         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
5992
5993         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
5994                             fn, user);
5995
5996         free(signs);
5997
5998         return r;
5999 }
6000
6001 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6002 {
6003         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6004 }
6005
6006 int isl_basic_map_is_subset(
6007                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6008 {
6009         int is_subset;
6010         struct isl_map *map1;
6011         struct isl_map *map2;
6012
6013         if (!bmap1 || !bmap2)
6014                 return -1;
6015
6016         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6017         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6018
6019         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6020
6021         isl_map_free(map1);
6022         isl_map_free(map2);
6023
6024         return is_subset;
6025 }
6026
6027 int isl_basic_map_is_equal(
6028                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6029 {
6030         int is_subset;
6031
6032         if (!bmap1 || !bmap2)
6033                 return -1;
6034         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6035         if (is_subset != 1)
6036                 return is_subset;
6037         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6038         return is_subset;
6039 }
6040
6041 int isl_basic_set_is_equal(
6042                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6043 {
6044         return isl_basic_map_is_equal(
6045                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6046 }
6047
6048 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6049 {
6050         int i;
6051         int is_empty;
6052
6053         if (!map)
6054                 return -1;
6055         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6056                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6057                 if (is_empty < 0)
6058                         return -1;
6059                 if (!is_empty)
6060                         return 0;
6061         }
6062         return 1;
6063 }
6064
6065 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6066 {
6067         return map ? map->n == 0 : -1;
6068 }
6069
6070 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6071 {
6072         return isl_map_plain_is_empty(map);
6073 }
6074
6075 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6076 {
6077         return set ? set->n == 0 : -1;
6078 }
6079
6080 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6081 {
6082         return isl_set_plain_is_empty(set);
6083 }
6084
6085 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6086 {
6087         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6088 }
6089
6090 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6091 {
6092         if (!map1 || !map2)
6093                 return -1;
6094
6095         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6096 }
6097
6098 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6099 {
6100         if (!set1 || !set2)
6101                 return -1;
6102
6103         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6104 }
6105
6106 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6107 {
6108         int is_subset;
6109
6110         if (!map1 || !map2)
6111                 return -1;
6112         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6113         if (is_subset != 1)
6114                 return is_subset;
6115         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6116         return is_subset;
6117 }
6118
6119 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6120                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6121 {
6122         int is_subset;
6123
6124         if (!bmap1 || !bmap2)
6125                 return -1;
6126         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6127         if (is_subset != 1)
6128                 return is_subset;
6129         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6130         if (is_subset == -1)
6131                 return is_subset;
6132         return !is_subset;
6133 }
6134
6135 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6136 {
6137         int is_subset;
6138
6139         if (!map1 || !map2)
6140                 return -1;
6141         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6142         if (is_subset != 1)
6143                 return is_subset;
6144         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6145         if (is_subset == -1)
6146                 return is_subset;
6147         return !is_subset;
6148 }
6149
6150 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6151 {
6152         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6153 }
6154
6155 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6156 {
6157         if (!bmap)
6158                 return -1;
6159         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6160 }
6161
6162 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6163 {
6164         if (!bset)
6165                 return -1;
6166         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6167 }
6168
6169 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6170 {
6171         int i;
6172
6173         if (!map)
6174                 return -1;
6175
6176         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6177                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6178                 if (r < 0 || r)
6179                         return r;
6180         }
6181
6182         return 0;
6183 }
6184
6185 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6186 {
6187         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6188 }
6189
6190 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6191 {
6192         return isl_set_plain_is_universe(set);
6193 }
6194
6195 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6196 {
6197         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6198         struct isl_vec *sample = NULL;
6199         int empty;
6200         unsigned total;
6201
6202         if (!bmap)
6203                 return -1;
6204
6205         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6206                 return 1;
6207
6208         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6209                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6210                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6211                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6212                 isl_basic_map_free(copy);
6213                 return empty;
6214         }
6215
6216         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6217         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6218                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6219                 if (contains < 0)
6220                         return -1;
6221                 if (contains)
6222                         return 0;
6223         }
6224         isl_vec_free(bmap->sample);
6225         bmap->sample = NULL;
6226         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6227         if (!bset)
6228                 return -1;
6229         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6230         if (!sample)
6231                 return -1;
6232         empty = sample->size == 0;
6233         isl_vec_free(bmap->sample);
6234         bmap->sample = sample;
6235         if (empty)
6236                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6237
6238         return empty;
6239 }
6240
6241 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6242 {
6243         if (!bmap)
6244                 return -1;
6245         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6246 }
6247
6248 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6249 {
6250         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6251 }
6252
6253 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6254 {
6255         if (!bset)
6256                 return -1;
6257         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6258 }
6259
6260 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6261 {
6262         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6263 }
6264
6265 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6266 {
6267         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6268 }
6269
6270 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6271         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6272 {
6273         struct isl_map *map;
6274         if (!bmap1 || !bmap2)
6275                 return NULL;
6276
6277         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6278
6279         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6280         if (!map)
6281                 goto error;
6282         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6283         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6284         return map;
6285 error:
6286         isl_basic_map_free(bmap1);
6287         isl_basic_map_free(bmap2);
6288         return NULL;
6289 }
6290
6291 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6292                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6293 {
6294         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6295                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6296                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6297 }
6298
6299 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6300 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6301 {
6302         int i;
6303         unsigned off;
6304
6305         if (!bmap)
6306                 return NULL;
6307
6308         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6309
6310         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6311                 int pos;
6312                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6313                         continue;
6314                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6315                                                             bmap->n_div-i);
6316                 if (pos == -1)
6317                         continue;
6318                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6319                 --i;
6320         }
6321         return bmap;
6322 }
6323
6324 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6325 {
6326         return (struct isl_basic_set *)
6327                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6328 }
6329
6330 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6331 {
6332         int i;
6333
6334         if (!map)
6335                 return 0;
6336
6337         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6338                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6339                 if (!map->p[i])
6340                         goto error;
6341         }
6342
6343         return map;
6344 error:
6345         isl_map_free(map);
6346         return NULL;
6347 }
6348
6349 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6350  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6351  * list of divs is given by "div".
6352  */
6353 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6354         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6355 {
6356         int i, j;
6357         int n_div;
6358
6359         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6360         if (!bset || !div)
6361                 goto error;
6362
6363         if (div->n_row < bset->n_div)
6364                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6365                         "not an expansion", goto error);
6366
6367         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6368                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6369                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6370
6371         n_div = bset->n_div;
6372         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6373                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6374                         goto error;
6375
6376         j = n_div - 1;
6377         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6378                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6379                         if (i != j)
6380                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6381                         j--;
6382                 } else {
6383                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6384                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6385                                 goto error;
6386                 }
6387         }
6388
6389         isl_mat_free(div);
6390         return bset;
6391 error:
6392         isl_basic_set_free(bset);
6393         isl_mat_free(div);
6394         return NULL;
6395 }
6396
6397 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6398  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6399  *
6400  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6401  * of the corresponding div in dst otherwise.
6402  */
6403 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6404                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6405 {
6406         int i;
6407
6408         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6409
6410         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6411         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6412                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6413                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6414                                                 dst->n_div - div) == -1)
6415                         return i;
6416         return -1;
6417 }
6418
6419 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6420                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6421 {
6422         int i;
6423         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6424
6425         if (!dst || !src)
6426                 goto error;
6427
6428         if (src->n_div == 0)
6429                 return dst;
6430
6431         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6432                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6433
6434         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6435         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6436         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6437                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6438         if (!dst)
6439                 return NULL;
6440         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6441                 int j = find_div(dst, src, i);
6442                 if (j < 0) {
6443                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6444                         if (j < 0)
6445                                 goto error;
6446                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6447                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6448                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6449                                 goto error;
6450                 }
6451                 if (j != i)
6452                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6453         }
6454         return dst;
6455 error:
6456         isl_basic_map_free(dst);
6457         return NULL;
6458 }
6459
6460 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6461                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6462 {
6463         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6464                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6465 }
6466
6467 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6468 {
6469         int i;
6470
6471         if (!map)
6472                 return NULL;
6473         if (map->n == 0)
6474                 return map;
6475         map = isl_map_compute_divs(map);
6476         map = isl_map_cow(map);
6477         if (!map)
6478                 return NULL;
6479
6480         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6481                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6482         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6483                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6484
6485         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6486         return map;
6487 }
6488
6489 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6490 {
6491         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6492 }
6493
6494 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6495 {
6496         if (!set || !map)
6497                 goto error;
6498         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6499         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6500         set = isl_map_range(map);
6501         return set;
6502 error:
6503         isl_set_free(set);
6504         isl_map_free(map);
6505         return NULL;
6506 }
6507
6508 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6509  * the meaning of the set.
6510  */
6511 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6512 {
6513         int i;
6514
6515         if (!map)
6516                 return NULL;
6517
6518         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6519                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6520                         continue;
6521                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6522                 if (i != map->n-1) {
6523                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6524                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6525                 }
6526                 map->n--;
6527         }
6528
6529         return map;
6530 }
6531
6532 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6533 {
6534         return (struct isl_set *)
6535                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6536 }
6537
6538 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6539 {
6540         struct isl_basic_map *bmap;
6541         if (!map || map->n == 0)
6542                 return NULL;
6543         bmap = map->p[map->n-1];
6544         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6545         return isl_basic_map_copy(bmap);
6546 }
6547
6548 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6549 {
6550         return (struct isl_basic_set *)
6551                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6552 }
6553
6554 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6555                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6556 {
6557         int i;
6558
6559         if (!map || !bmap)
6560                 goto error;
6561         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6562                 if (map->p[i] != bmap)
6563                         continue;
6564                 map = isl_map_cow(map);
6565                 if (!map)
6566                         goto error;
6567                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6568                 if (i != map->n-1) {
6569                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6570                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6571                 }
6572                 map->n--;
6573                 return map;
6574         }
6575         return map;
6576 error:
6577         isl_map_free(map);
6578         return NULL;
6579 }
6580
6581 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6582                                                 struct isl_basic_set *bset)
6583 {
6584         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6585                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6586 }
6587
6588 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6589  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6590  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6591  */
6592 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6593         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6594         int pos, isl_int *opt)
6595 {
6596         struct isl_dim *dims;
6597         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6598         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6599         struct isl_ctx *ctx;
6600         struct isl_vec *obj;
6601         unsigned total;
6602         unsigned nparam;
6603         unsigned dim1, dim2;
6604         enum isl_lp_result res;
6605
6606         if (!bset1 || !bset2)
6607                 return isl_lp_error;
6608
6609         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6610         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6611         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6612         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6613         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6614         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6615         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6616         if (!bmap1 || !bmap2)
6617                 goto error;
6618         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6619         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6620                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6621                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6622         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6623         if (!bmap1)
6624                 goto error;
6625         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6626         ctx = bmap1->ctx;
6627         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6628         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6629         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6630         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6631         if (!obj)
6632                 goto error;
6633         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6634                                         opt, NULL, NULL);
6635         isl_basic_map_free(bmap1);
6636         isl_vec_free(obj);
6637         return res;
6638 error:
6639         isl_basic_map_free(bmap1);
6640         isl_basic_map_free(bmap2);
6641         return isl_lp_error;
6642 }
6643
6644 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6645  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6646  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6647  * smaller or larger than those in bset2.
6648  *
6649  * Returns
6650  *       1 if bset1 follows bset2
6651  *      -1 if bset1 precedes bset2
6652  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6653  *      -2 if some error occurred.
6654  */
6655 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6656         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6657 {
6658         isl_int opt;
6659         enum isl_lp_result res;
6660         int cmp;
6661
6662         isl_int_init(opt);
6663
6664         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6665
6666         if (res == isl_lp_empty)
6667                 cmp = 0;
6668         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6669                   res == isl_lp_unbounded)
6670                 cmp = 1;
6671         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6672                 cmp = -1;
6673         else
6674                 cmp = -2;
6675
6676         isl_int_clear(opt);
6677         return cmp;
6678 }
6679
6680 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6681  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6682  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6683  * than a value of the same dimension in bset2.
6684  *
6685  * Return
6686  *       1 if there exists such a pair
6687  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6688  *      -1 otherwise
6689  *      -2 if some error occurred.
6690  */
6691 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6692         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6693 {
6694         isl_int opt;
6695         enum isl_lp_result res;
6696         int cmp;
6697
6698         isl_int_init(opt);
6699
6700         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6701
6702         if (res == isl_lp_empty)
6703                 cmp = -1;
6704         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6705                   res == isl_lp_unbounded)
6706                 cmp = 1;
6707         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6708                 cmp = -1;
6709         else if (res == isl_lp_ok)
6710                 cmp = 0;
6711         else
6712                 cmp = -2;
6713
6714         isl_int_clear(opt);
6715         return cmp;
6716 }
6717
6718 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6719  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6720  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6721  * than a value of the same dimension in set2.
6722  *
6723  * Return
6724  *       1 if there exists such a pair
6725  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6726  *      -1 otherwise
6727  *      -2 if some error occurred.
6728  */
6729 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6730         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6731 {
6732         int i, j;
6733         int follows = -1;
6734
6735         if (!set1 || !set2)
6736                 return -2;
6737
6738         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6739                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6740                         int f;
6741                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6742                         if (f == 1 || f == -2)
6743                                 return f;
6744                         if (f > follows)
6745                                 follows = f;
6746                 }
6747
6748         return follows;
6749 }
6750
6751 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6752         unsigned pos, isl_int *val)
6753 {
6754         int i;
6755         int d;
6756         unsigned total;
6757
6758         if (!bmap)
6759                 return -1;
6760         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6761         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6762                 for (; d+1 > pos; --d)
6763                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6764                                 break;
6765                 if (d != pos)
6766                         continue;
6767                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6768                         return 0;
6769                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6770                         return 0;
6771                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6772                         return 0;
6773                 if (val)
6774                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6775                 return 1;
6776         }
6777         return 0;
6778 }
6779
6780 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6781         unsigned pos, isl_int *val)
6782 {
6783         int i;
6784         isl_int v;
6785         isl_int tmp;
6786         int fixed;
6787
6788         if (!map)
6789                 return -1;
6790         if (map->n == 0)
6791                 return 0;
6792         if (map->n == 1)
6793                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6794         isl_int_init(v);
6795         isl_int_init(tmp);
6796         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6797         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6798                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6799                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6800                         fixed = 0;
6801         }
6802         if (val)
6803                 isl_int_set(*val, v);
6804         isl_int_clear(tmp);
6805         isl_int_clear(v);
6806         return fixed;
6807 }
6808
6809 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6810         unsigned pos, isl_int *val)
6811 {
6812         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6813                                                 pos, val);
6814 }
6815
6816 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6817         isl_int *val)
6818 {
6819         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6820 }
6821
6822 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6823         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6824 {
6825         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6826                 return -1;
6827         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6828                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6829 }
6830
6831 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6832         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6833 {
6834         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6835                 return -1;
6836         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6837                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6838 }
6839
6840 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6841         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6842 {
6843         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6844 }
6845
6846 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6847  * then return this fixed value in *val.
6848  */
6849 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6850         unsigned dim, isl_int *val)
6851 {
6852         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
6853                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6854 }
6855
6856 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6857  * then return this fixed value in *val.
6858  */
6859 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6860         unsigned dim, isl_int *val)
6861 {
6862         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6863 }
6864
6865 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6866         unsigned dim, isl_int *val)
6867 {
6868         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
6869 }
6870
6871 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6872  * then return this fixed value in *val.
6873  */
6874 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6875         unsigned in, isl_int *val)
6876 {
6877         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
6878 }
6879
6880 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
6881  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
6882  */
6883 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
6884         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
6885 {
6886         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
6887         isl_int *c;
6888         unsigned total;
6889         unsigned nparam;
6890
6891         if (!bset)
6892                 return -1;
6893         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6894         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6895         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6896                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
6897                         continue;
6898                 if (i_eq != -1)
6899                         return 0;
6900                 i_eq = i;
6901         }
6902         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6903                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
6904                         continue;
6905                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
6906                         return 0;
6907                 i_ineq = i;
6908         }
6909         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
6910                 return 0;
6911         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
6912         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
6913         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
6914                 return 0;
6915         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
6916                 return 0;
6917         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
6918                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
6919                 return 0;
6920         if (val)
6921                 isl_int_neg(*val, c[0]);
6922         return 1;
6923 }
6924
6925 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
6926         unsigned dim, isl_int *val)
6927 {
6928         int i;
6929         isl_int v;
6930         isl_int tmp;
6931         int fixed;
6932
6933         if (!set)
6934                 return -1;
6935         if (set->n == 0)
6936                 return 0;
6937         if (set->n == 1)
6938                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6939                                                                 dim, val);
6940         isl_int_init(v);
6941         isl_int_init(tmp);
6942         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6943                                                                 dim, &v);
6944         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
6945                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
6946                                                                 dim, &tmp);
6947                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6948                         fixed = 0;
6949         }
6950         if (val)
6951                 isl_int_set(*val, v);
6952         isl_int_clear(tmp);
6953         isl_int_clear(v);
6954         return fixed;
6955 }
6956
6957 struct constraint {
6958         unsigned        size;
6959         isl_int         *c;
6960 };
6961
6962 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
6963  * variables sorting first.
6964  */
6965 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
6966 {
6967         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
6968         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
6969         int l1, l2;
6970         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
6971
6972         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
6973         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
6974
6975         if (l1 != l2)
6976                 return l1 - l2;
6977
6978         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
6979 }
6980
6981 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
6982         struct isl_basic_map *bmap)
6983 {
6984         int i;
6985         struct constraint *c;
6986         unsigned total;
6987
6988         if (!bmap)
6989                 return NULL;
6990         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6991         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6992         if (!c)
6993                 goto error;
6994         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6995                 c[i].size = total;
6996                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6997         }
6998         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6999         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7000                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7001         free(c);
7002         return bmap;
7003 error:
7004         isl_basic_map_free(bmap);
7005         return NULL;
7006 }
7007
7008 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7009         __isl_take isl_basic_set *bset)
7010 {
7011         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7012                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7013 }
7014
7015 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7016 {
7017         if (!bmap)
7018                 return NULL;
7019         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7020                 return bmap;
7021         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7022         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7023         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7024         return bmap;
7025 }
7026
7027 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7028 {
7029         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7030                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7031 }
7032
7033 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7034         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7035 {
7036         int i, cmp;
7037         unsigned total;
7038
7039         if (bmap1 == bmap2)
7040                 return 0;
7041         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7042             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7043                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7044         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7045                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7046         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7047                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7048         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7049                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7050         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7051             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7052                 return 0;
7053         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7054                 return 1;
7055         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7056                 return -1;
7057         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7058                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7059         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7060                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7061         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7062                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7063         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7064         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7065                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7066                 if (cmp)
7067                         return cmp;
7068         }
7069         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7070                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7071                 if (cmp)
7072                         return cmp;
7073         }
7074         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7075                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7076                 if (cmp)
7077                         return cmp;
7078         }
7079         return 0;
7080 }
7081
7082 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7083         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7084 {
7085         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7086 }
7087
7088 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7089         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7090 {
7091         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7092                                             (isl_basic_map *)bset2);
7093 }
7094
7095 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7096 {
7097         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7098         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7099
7100         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7101 }
7102
7103 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7104  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7105  * meaning of any possible other copies of map.
7106  */
7107 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7108 {
7109         int i, j;
7110         struct isl_basic_map *bmap;
7111
7112         if (!map)
7113                 return NULL;
7114         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7115                 return map;
7116         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7117                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7118                 if (!bmap)
7119                         goto error;
7120                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7121                 map->p[i] = bmap;
7122         }
7123         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7124         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7125         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7126         if (!map)
7127                 return NULL;
7128         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7129                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7130                         continue;
7131                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7132                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7133                         map->p[j-1] = map->p[j];
7134                 map->n--;
7135         }
7136         return map;
7137 error:
7138         isl_map_free(map);
7139         return NULL;
7140
7141 }
7142
7143 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7144 {
7145         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7146 }
7147
7148 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7149 {
7150         int i;
7151         int equal;
7152
7153         if (!map1 || !map2)
7154                 return -1;
7155
7156         if (map1 == map2)
7157                 return 1;
7158         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7159                 return 0;
7160
7161         map1 = isl_map_copy(map1);
7162         map2 = isl_map_copy(map2);
7163         map1 = isl_map_normalize(map1);
7164         map2 = isl_map_normalize(map2);
7165         if (!map1 || !map2)
7166                 goto error;
7167         equal = map1->n == map2->n;
7168         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7169                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7170                 if (equal < 0)
7171                         goto error;
7172         }
7173         isl_map_free(map1);
7174         isl_map_free(map2);
7175         return equal;
7176 error:
7177         isl_map_free(map1);
7178         isl_map_free(map2);
7179         return -1;
7180 }
7181
7182 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7183 {
7184         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7185 }
7186
7187 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7188 {
7189         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7190                                                 (struct isl_map *)set2);
7191 }
7192
7193 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7194 {
7195         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7196 }
7197
7198 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7199  */
7200 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7201         isl_int min, isl_int max)
7202 {
7203         int k;
7204         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7205
7206         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7207         if (!bset)
7208                 goto error;
7209
7210         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7211         if (k < 0)
7212                 goto error;
7213         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7214         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7215
7216         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7217         if (k < 0)
7218                 goto error;
7219         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7220         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7221
7222         return bset;
7223 error:
7224         isl_basic_set_free(bset);
7225         return NULL;
7226 }
7227
7228 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7229  */
7230 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7231         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7232 {
7233         int i;
7234         unsigned dim;
7235         unsigned nparam;
7236         unsigned extra;
7237         unsigned n_eq;
7238         unsigned n_ineq;
7239         struct isl_basic_set *product = NULL;
7240
7241         if (!list)
7242                 goto error;
7243         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7244         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7245         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7246         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7247         extra = list->p[0]->n_div;
7248         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7249         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7250         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7251                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7252                 isl_assert(list->ctx,
7253                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7254                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7255                 extra += list->p[i]->n_div;
7256                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7257                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7258         }
7259         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7260                                         n_eq, n_ineq);
7261         if (!product)
7262                 goto error;
7263         dim = 0;
7264         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7265                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7266                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7267                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7268         }
7269         isl_basic_set_list_free(list);
7270         return product;
7271 error:
7272         isl_basic_set_free(product);
7273         isl_basic_set_list_free(list);
7274         return NULL;
7275 }
7276
7277 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7278                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7279 {
7280         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7281         struct isl_basic_map *bmap;
7282         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7283         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7284
7285         if (!bmap1 || !bmap2)
7286                 goto error;
7287
7288         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7289                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7290         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7291                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7292
7293         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7294         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7295         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7296         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7297         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7298
7299         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7300         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7301         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7302         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7303         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7304         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7305         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7306         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7307         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7308         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7309         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7310
7311         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7312                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7313                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7314                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7315         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7316         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7317         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7318         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7319 error:
7320         isl_basic_map_free(bmap1);
7321         isl_basic_map_free(bmap2);
7322         return NULL;
7323 }
7324
7325 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7326         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7327 {
7328         isl_basic_map *prod;
7329
7330         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7331         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7332         return prod;
7333 }
7334
7335 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7336         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7337 {
7338         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7339 }
7340
7341 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7342         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7343 {
7344         isl_dim *dim_result = NULL;
7345         isl_basic_map *bmap;
7346         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7347         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7348
7349         if (!bmap1 || !bmap2)
7350                 goto error;
7351
7352         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7353                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7354
7355         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7356         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7357         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7358         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7359
7360         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7361         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7362         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7363         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7364         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7365         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7366         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7367         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7368         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7369         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7370         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7371
7372         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7373                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7374                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7375                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7376         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7377         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7378         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7379         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7380 error:
7381         isl_basic_map_free(bmap1);
7382         isl_basic_map_free(bmap2);
7383         return NULL;
7384 }
7385
7386 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7387         __isl_take isl_map *map2,
7388         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7389                                            __isl_take isl_dim *right),
7390         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7391                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7392 {
7393         unsigned flags = 0;
7394         struct isl_map *result;
7395         int i, j;
7396
7397         if (!map1 || !map2)
7398                 goto error;
7399
7400         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7401                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7402
7403         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7404             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7405                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7406
7407         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7408                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7409                                 map1->n * map2->n, flags);
7410         if (!result)
7411                 goto error;
7412         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7413                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7414                         struct isl_basic_map *part;
7415                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7416                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7417                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7418                                 isl_basic_map_free(part);
7419                         else
7420                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7421                         if (!result)
7422                                 goto error;
7423                 }
7424         isl_map_free(map1);
7425         isl_map_free(map2);
7426         return result;
7427 error:
7428         isl_map_free(map1);
7429         isl_map_free(map2);
7430         return NULL;
7431 }
7432
7433 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7434  */
7435 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7436 {
7437         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7438 }
7439
7440 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7441  */
7442 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7443         __isl_take isl_map *map2)
7444 {
7445         isl_map *prod;
7446
7447         prod = isl_map_product(map1, map2);
7448         prod = isl_map_flatten(prod);
7449         return prod;
7450 }
7451
7452 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7453  */
7454 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7455 {
7456         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
7457                                                  (struct isl_map *)set2);
7458 }
7459
7460 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7461         __isl_take isl_set *set2)
7462 {
7463         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7464 }
7465
7466 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7467  */
7468 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7469         __isl_take isl_map *map2)
7470 {
7471         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7472                                 &isl_basic_map_range_product);
7473 }
7474
7475 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7476 {
7477         int i;
7478         uint32_t hash = isl_hash_init();
7479         unsigned total;
7480
7481         if (!bmap)
7482                 return 0;
7483         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7484         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7485         if (!bmap)
7486                 return 0;
7487         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7488         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7489         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7490                 uint32_t c_hash;
7491                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7492                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7493         }
7494         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7495         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7496                 uint32_t c_hash;
7497                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7498                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7499         }
7500         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7501         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7502                 uint32_t c_hash;
7503                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7504                         continue;
7505                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7506                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7507                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7508         }
7509         isl_basic_map_free(bmap);
7510         return hash;
7511 }
7512
7513 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7514 {
7515         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7516 }
7517
7518 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7519 {
7520         int i;
7521         uint32_t hash;
7522
7523         if (!map)
7524                 return 0;
7525         map = isl_map_copy(map);
7526         map = isl_map_normalize(map);
7527         if (!map)
7528                 return 0;
7529
7530         hash = isl_hash_init();
7531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7532                 uint32_t bmap_hash;
7533                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7534                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7535         }
7536
7537         isl_map_free(map);
7538
7539         return hash;
7540 }
7541
7542 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7543 {
7544         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7545 }
7546
7547 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7548  * by the values of the other parameters and variables.
7549  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7550  */
7551 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7552 {
7553         int i;
7554         unsigned nparam;
7555
7556         if (!bset)
7557                 return -1;
7558         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7559         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7560                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7561                         return 1;
7562         return 0;
7563 }
7564
7565 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7566  * by the values of the other parameters and variables.
7567  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7568  * for each of the subsets.
7569  */
7570 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7571 {
7572         int i;
7573
7574         if (!set)
7575                 return -1;
7576         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7577                 int unique;
7578                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7579                 if (unique != 1)
7580                         return unique;
7581         }
7582         return 1;
7583 }
7584
7585 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7586 {
7587         return set ? set->n : 0;
7588 }
7589
7590 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7591         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7592 {
7593         int i;
7594
7595         if (!map)
7596                 return -1;
7597
7598         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7599                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7600                         return -1;
7601
7602         return 0;
7603 }
7604
7605 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7606         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7607 {
7608         int i;
7609
7610         if (!set)
7611                 return -1;
7612
7613         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7614                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7615                         return -1;
7616
7617         return 0;
7618 }
7619
7620 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7621 {
7622         struct isl_dim *dim;
7623
7624         if (!bset)
7625                 return NULL;
7626
7627         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7628         if (!bset)
7629                 return NULL;
7630
7631         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7632         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7633         if (!dim)
7634                 goto error;
7635         isl_dim_free(bset->dim);
7636         bset->dim = dim;
7637         bset->extra -= bset->n_div;
7638         bset->n_div = 0;
7639
7640         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7641
7642         return bset;
7643 error:
7644         isl_basic_set_free(bset);
7645         return NULL;
7646 }
7647
7648 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7649 {
7650         int i;
7651         struct isl_dim *dim;
7652         unsigned n_div;
7653
7654         set = isl_set_align_divs(set);
7655
7656         if (!set)
7657                 return NULL;
7658
7659         set = isl_set_cow(set);
7660         if (!set)
7661                 return NULL;
7662
7663         n_div = set->p[0]->n_div;
7664         dim = isl_set_get_dim(set);
7665         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7666         if (!dim)
7667                 goto error;
7668         isl_dim_free(set->dim);
7669         set->dim = dim;
7670
7671         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7672                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7673                 if (!set->p[i])
7674                         goto error;
7675         }
7676
7677         return set;
7678 error:
7679         isl_set_free(set);
7680         return NULL;
7681 }
7682
7683 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7684 {
7685         struct isl_dim *dim;
7686         struct isl_basic_map *bmap;
7687         unsigned n_set;
7688         unsigned n_div;
7689         unsigned n_param;
7690         unsigned total;
7691         int i, k, l;
7692
7693         set = isl_set_align_divs(set);
7694
7695         if (!set)
7696                 return NULL;
7697
7698         dim = isl_set_get_dim(set);
7699         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7700                 isl_set_free(set);
7701                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7702         }
7703
7704         n_div = set->p[0]->n_div;
7705         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7706         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7707         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7708         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7709         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7710         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7711                 bmap = var_equal(bmap, i);
7712
7713         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7714         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7715                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7716                 if (k < 0)
7717                         goto error;
7718                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7719                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7720                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7721                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7722                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7723                             set->p[0]->div[i][0]);
7724
7725                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7726                 if (l < 0)
7727                         goto error;
7728                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7729                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7730                             set->p[0]->div[i][0]);
7731                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7732         }
7733
7734         isl_set_free(set);
7735         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7736         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7737         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7738 error:
7739         isl_set_free(set);
7740         isl_basic_map_free(bmap);
7741         return NULL;
7742 }
7743
7744 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7745 {
7746         unsigned dim;
7747         int size = 0;
7748
7749         if (!bset)
7750                 return -1;
7751
7752         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7753         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7754         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7755         size += bset->n_div * (2 + dim);
7756
7757         return size;
7758 }
7759
7760 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7761 {
7762         int i;
7763         int size = 0;
7764
7765         if (!set)
7766                 return -1;
7767
7768         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7769                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7770
7771         return size;
7772 }
7773
7774 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7775         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7776 {
7777         int i;
7778         int lower, upper;
7779
7780         if (!bmap)
7781                 return -1;
7782
7783         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7784
7785         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7786
7787         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7788                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7789                         return 1;
7790
7791         lower = upper = 0;
7792         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7793                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7794                 if (sgn > 0)
7795                         lower = 1;
7796                 if (sgn < 0)
7797                         upper = 1;
7798         }
7799
7800         return lower && upper;
7801 }
7802
7803 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7804         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7805 {
7806         int i;
7807
7808         if (!map)
7809                 return -1;
7810
7811         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7812                 int bounded;
7813                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7814                 if (bounded < 0 || !bounded)
7815                         return bounded;
7816         }
7817
7818         return 1;
7819 }
7820
7821 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7822  * and a lower bound.
7823  */
7824 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7825         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7826 {
7827         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7828 }
7829
7830 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7831  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7832  * elements of the array "signs".
7833  * Sign
7834  *      1 means that the variable is non-negative
7835  *      -1 means that the variable is non-positive
7836  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7837  */
7838 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7839         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7840 {
7841         isl_vec *bound = NULL;
7842         struct isl_tab *tab = NULL;
7843         struct isl_tab_undo *snap;
7844         int i;
7845
7846         if (!bset || !signs)
7847                 return -1;
7848
7849         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7850         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7851         if (!bound || !tab)
7852                 goto error;
7853
7854         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7855         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7856
7857         snap = isl_tab_snap(tab);
7858         for (i = 0; i < n; ++i) {
7859                 int empty;
7860
7861                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
7862                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7863                         goto error;
7864                 empty = tab->empty;
7865                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7866                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7867                         goto error;
7868
7869                 if (empty) {
7870                         signs[i] = 1;
7871                         continue;
7872                 }
7873
7874                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
7875                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7876                         goto error;
7877                 empty = tab->empty;
7878                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7879                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7880                         goto error;
7881
7882                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
7883         }
7884
7885         isl_tab_free(tab);
7886         isl_vec_free(bound);
7887         return 0;
7888 error:
7889         isl_tab_free(tab);
7890         isl_vec_free(bound);
7891         return -1;
7892 }
7893
7894 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7895         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
7896 {
7897         if (!bset || !signs)
7898                 return -1;
7899         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
7900                 return -1);
7901
7902         first += pos(bset->dim, type) - 1;
7903         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
7904 }
7905
7906 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
7907  * In particular, for each output dimension, check that there is
7908  * an equality that defines the output dimension in terms of
7909  * earlier dimensions.
7910  */
7911 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7912 {
7913         int i, j;
7914         unsigned total;
7915         unsigned n_out;
7916         unsigned o_out;
7917
7918         if (!bmap)
7919                 return -1;
7920
7921         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7922         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
7923         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
7924
7925         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
7926                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
7927                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
7928                                 continue;
7929                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
7930                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
7931                                 break;
7932                 }
7933                 if (j >= bmap->n_eq)
7934                         return 0;
7935         }
7936
7937         return 1;
7938 }
7939
7940 /* Check if the given map is obviously single-valued.
7941  */
7942 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7943 {
7944         int sv;
7945
7946         if (!map)
7947                 return -1;
7948         if (map->n == 0)
7949                 return 1;
7950         if (map->n >= 2)
7951                 return 0;
7952
7953         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
7954 }
7955
7956 /* Check if the given map is single-valued.
7957  * We simply compute
7958  *
7959  *      M \circ M^-1
7960  *
7961  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
7962  */
7963 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7964 {
7965         isl_dim *dim;
7966         isl_map *test;
7967         isl_map *id;
7968         int sv;
7969
7970         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
7971         if (sv < 0 || sv)
7972                 return sv;
7973
7974         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
7975         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
7976
7977         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
7978         id = isl_map_identity(dim);
7979
7980         sv = isl_map_is_subset(test, id);
7981
7982         isl_map_free(test);
7983         isl_map_free(id);
7984
7985         return sv;
7986 }
7987
7988 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
7989 {
7990         int in;
7991
7992         map = isl_map_copy(map);
7993         map = isl_map_reverse(map);
7994         in = isl_map_is_single_valued(map);
7995         isl_map_free(map);
7996
7997         return in;
7998 }
7999
8000 /* Check if the given map is obviously injective.
8001  */
8002 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8003 {
8004         int in;
8005
8006         map = isl_map_copy(map);
8007         map = isl_map_reverse(map);
8008         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8009         isl_map_free(map);
8010
8011         return in;
8012 }
8013
8014 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8015 {
8016         int sv;
8017
8018         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8019         if (sv < 0 || !sv)
8020                 return sv;
8021
8022         return isl_map_is_injective(map);
8023 }
8024
8025 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8026 {
8027         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8028 }
8029
8030 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8031 {
8032         int ok;
8033         isl_set *delta;
8034
8035         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8036         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8037         isl_set_free(delta);
8038
8039         return ok;
8040 }
8041
8042 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8043 {
8044         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8045                 return 0;
8046         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8047                 return 0;
8048         return 1;
8049 }
8050
8051 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8052 {
8053         int i, j;
8054         unsigned nvar;
8055         unsigned ovar;
8056
8057         if (!bset)
8058                 return -1;
8059
8060         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8061                 return 0;
8062
8063         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8064         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8065         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8066                 int lower = 0, upper = 0;
8067                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8068                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8069                                 continue;
8070                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8071                                 return 0;
8072                         break;
8073                 }
8074                 if (i < bset->n_eq)
8075                         continue;
8076                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8077                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8078                                 continue;
8079                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8080                                 return 0;
8081                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8082                                 lower = 1;
8083                         else
8084                                 upper = 1;
8085                 }
8086                 if (!lower || !upper)
8087                         return 0;
8088         }
8089
8090         return 1;
8091 }
8092
8093 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8094 {
8095         if (!set)
8096                 return -1;
8097         if (set->n != 1)
8098                 return 0;
8099
8100         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8101 }
8102
8103 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8104 {
8105         if (!bset)
8106                 return -1;
8107
8108         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8109 }
8110
8111 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8112 {
8113         if (!set)
8114                 return -1;
8115
8116         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8117 }
8118
8119 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8120 {
8121         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8122         if (!bmap)
8123                 return NULL;
8124
8125         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8126         if (!bmap->dim)
8127                 goto error;
8128
8129         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8130
8131         return (isl_basic_set *)bmap;
8132 error:
8133         isl_basic_map_free(bmap);
8134         return NULL;
8135 }
8136
8137 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8138 {
8139         int i;
8140
8141         map = isl_map_cow(map);
8142         if (!map)
8143                 return NULL;
8144
8145         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8146                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8147                 if (!map->p[i])
8148                         goto error;
8149         }
8150         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8151         if (!map->dim)
8152                 goto error;
8153
8154         return (isl_set *)map;
8155 error:
8156         isl_map_free(map);
8157         return NULL;
8158 }
8159
8160 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8161 {
8162         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8163         if (!bset)
8164                 return NULL;
8165
8166         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8167         if (!bset->dim)
8168                 goto error;
8169
8170         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8171
8172         return (isl_basic_map *)bset;
8173 error:
8174         isl_basic_set_free(bset);
8175         return NULL;
8176 }
8177
8178 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8179 {
8180         int i;
8181
8182         if (!set)
8183                 return NULL;
8184
8185         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8186                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8187                         goto error);
8188
8189         set = isl_set_cow(set);
8190         if (!set)
8191                 return NULL;
8192
8193         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8194                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8195                 if (!set->p[i])
8196                         goto error;
8197         }
8198
8199         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8200         if (!set->dim)
8201                 goto error;
8202
8203         return (isl_map *)set;
8204 error:
8205         isl_set_free(set);
8206         return NULL;
8207 }
8208
8209 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8210         enum isl_dim_type type)
8211 {
8212         if (!bmap)
8213                 return NULL;
8214
8215         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8216                 return bmap;
8217
8218         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8219         if (!bmap)
8220                 return NULL;
8221
8222         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8223         if (!bmap->dim)
8224                 goto error;
8225
8226         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8227
8228         return bmap;
8229 error:
8230         isl_basic_map_free(bmap);
8231         return NULL;
8232 }
8233
8234 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8235         enum isl_dim_type type)
8236 {
8237         int i;
8238
8239         if (!map)
8240                 return NULL;
8241
8242         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8243                 return map;
8244
8245         map = isl_map_cow(map);
8246         if (!map)
8247                 return NULL;
8248
8249         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8250                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8251                 if (!map->p[i])
8252                         goto error;
8253         }
8254         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8255         if (!map->dim)
8256                 goto error;
8257
8258         return map;
8259 error:
8260         isl_map_free(map);
8261         return NULL;
8262 }
8263
8264 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8265 {
8266         if (!bmap)
8267                 return NULL;
8268
8269         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8270                 return bmap;
8271
8272         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8273         if (!bmap)
8274                 return NULL;
8275
8276         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8277         if (!bmap->dim)
8278                 goto error;
8279
8280         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8281
8282         return bmap;
8283 error:
8284         isl_basic_map_free(bmap);
8285         return NULL;
8286 }
8287
8288 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8289 {
8290         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8291 }
8292
8293 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8294 {
8295         int i;
8296
8297         if (!map)
8298                 return NULL;
8299
8300         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8301                 return map;
8302
8303         map = isl_map_cow(map);
8304         if (!map)
8305                 return NULL;
8306
8307         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8308                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8309                 if (!map->p[i])
8310                         goto error;
8311         }
8312         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8313         if (!map->dim)
8314                 goto error;
8315
8316         return map;
8317 error:
8318         isl_map_free(map);
8319         return NULL;
8320 }
8321
8322 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8323 {
8324         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8325 }
8326
8327 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8328 {
8329         isl_dim *dim, *flat_dim;
8330         isl_map *map;
8331
8332         dim = isl_set_get_dim(set);
8333         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8334         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8335         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8336
8337         return map;
8338 }
8339
8340 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8341  * and set the dimension specification to "dim".
8342  */
8343 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8344         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8345 {
8346         isl_basic_map *res;
8347
8348         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8349         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8350                 goto error;
8351
8352         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8353                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8354         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8355         res = isl_basic_map_finalize(res);
8356         return res;
8357 error:
8358         free(dim_map);
8359         isl_basic_map_free(bmap);
8360         isl_dim_free(dim);
8361         return NULL;
8362 }
8363
8364 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8365  */
8366 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8367         __isl_take isl_reordering *r)
8368 {
8369         int i;
8370         struct isl_dim_map *dim_map;
8371
8372         map = isl_map_cow(map);
8373         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8374         if (!map || !r || !dim_map)
8375                 goto error;
8376
8377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8378                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8379
8380                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8381
8382                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8383                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8384
8385                 if (!map->p[i])
8386                         goto error;
8387         }
8388
8389         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8390
8391         isl_reordering_free(r);
8392         free(dim_map);
8393         return map;
8394 error:
8395         free(dim_map);
8396         isl_map_free(map);
8397         isl_reordering_free(r);
8398         return NULL;
8399 }
8400
8401 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8402         __isl_take isl_reordering *r)
8403 {
8404         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8405 }
8406
8407 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8408         __isl_take isl_dim *model)
8409 {
8410         isl_ctx *ctx;
8411
8412         if (!map || !model)
8413                 goto error;
8414
8415         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8416         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8417                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8418                         "model has unnamed parameters", goto error);
8419         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8420                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8421                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8422         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8423                 isl_reordering *exp;
8424
8425                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8426                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8427                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8428                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8429                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8430                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8431                 map = isl_map_realign(map, exp);
8432         }
8433
8434         isl_dim_free(model);
8435         return map;
8436 error:
8437         isl_dim_free(model);
8438         isl_map_free(map);
8439         return NULL;
8440 }
8441
8442 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8443         __isl_take isl_dim *model)
8444 {
8445         return isl_map_align_params(set, model);
8446 }
8447
8448 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8449                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8450                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8451                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8452 {
8453         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8454         struct isl_mat *mat;
8455         int i, j, k;
8456         int pos;
8457
8458         if (!bmap)
8459                 return NULL;
8460         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8461                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8462         if (!mat)
8463                 return NULL;
8464         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8465                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8466                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8467                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8468                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8469                                             bmap->eq[i][off + k]);
8470                                 ++pos;
8471                         }
8472                 }
8473
8474         return mat;
8475 }
8476
8477 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8478                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8479                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8480                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8481 {
8482         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8483         struct isl_mat *mat;
8484         int i, j, k;
8485         int pos;
8486
8487         if (!bmap)
8488                 return NULL;
8489         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8490                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8491         if (!mat)
8492                 return NULL;
8493         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8494                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8495                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8496                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8497                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8498                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8499                                 ++pos;
8500                         }
8501                 }
8502
8503         return mat;
8504 }
8505
8506 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8507         __isl_take isl_dim *dim,
8508         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8509         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8510         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8511 {
8512         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8513         isl_basic_map *bmap;
8514         unsigned total;
8515         unsigned extra;
8516         int i, j, k, l;
8517         int pos;
8518
8519         if (!dim || !eq || !ineq)
8520                 goto error;
8521
8522         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8523                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8524                         "equalities and inequalities matrices should have "
8525                         "same number of columns", goto error);
8526
8527         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8528
8529         if (eq->n_col < total)
8530                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8531                         "number of columns too small", goto error);
8532
8533         extra = eq->n_col - total;
8534
8535         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8536                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8537         if (!bmap)
8538                 goto error;
8539         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8540                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8541                 if (k < 0)
8542                         goto error;
8543                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8544         }
8545         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8546                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8547                 if (l < 0)
8548                         goto error;
8549                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8550                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8551                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8552                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8553                                             eq->row[i][pos]);
8554                                 ++pos;
8555                         }
8556                 }
8557         }
8558         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8559                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8560                 if (l < 0)
8561                         goto error;
8562                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8563                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8564                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8565                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8566                                             ineq->row[i][pos]);
8567                                 ++pos;
8568                         }
8569                 }
8570         }
8571
8572         isl_dim_free(dim);
8573         isl_mat_free(eq);
8574         isl_mat_free(ineq);
8575
8576         return bmap;
8577 error:
8578         isl_dim_free(dim);
8579         isl_mat_free(eq);
8580         isl_mat_free(ineq);
8581         return NULL;
8582 }
8583
8584 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8585         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8586         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8587 {
8588         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8589                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8590 }
8591
8592 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8593         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8594         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8595 {
8596         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8597                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8598 }
8599
8600 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8601         __isl_take isl_dim *dim,
8602         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8603         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8604 {
8605         return (isl_basic_set*)
8606             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8607                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8608 }
8609
8610 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8611 {
8612         if (!bmap)
8613                 return -1;
8614
8615         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8616 }
8617
8618 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8619 {
8620         if (!map)
8621                 return -1;
8622
8623         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8624 }
8625
8626 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8627  * (A -> C) -> (B -> D).
8628  */
8629 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8630 {
8631         unsigned pos;
8632         unsigned n1;
8633         unsigned n2;
8634
8635         if (!bmap)
8636                 return NULL;
8637
8638         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8639                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8640                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8641         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8642                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8643         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8644         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8645         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8646         if (!bmap)
8647                 return NULL;
8648         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8649         if (!bmap->dim)
8650                 goto error;
8651         return bmap;
8652 error:
8653         isl_basic_map_free(bmap);
8654         return NULL;
8655 }
8656
8657 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8658  * (A -> C) -> (B -> D).
8659  */
8660 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8661 {
8662         int i;
8663
8664         if (!map)
8665                 return NULL;
8666
8667         if (!isl_map_can_zip(map))
8668                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8669                         goto error);
8670
8671         map = isl_map_cow(map);
8672         if (!map)
8673                 return NULL;
8674
8675         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8676                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8677                 if (!map->p[i])
8678                         goto error;
8679         }
8680
8681         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8682         if (!map->dim)
8683                 goto error;
8684
8685         return map;
8686 error:
8687         isl_map_free(map);
8688         return NULL;
8689 }