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