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 <isl_ctx_private.h>
  15 #include <isl_map_private.h>
  16 #include <isl/blk.h>
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include <isl_list_private.h>
  20 #include <isl/lp.h>
  21 #include <isl/seq.h>
  22 #include <isl/set.h>
  23 #include <isl/map.h>
  24 #include "isl_map_piplib.h"
  25 #include <isl_reordering.h>
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include <isl/vec.h>
  29 #include <isl_mat_private.h>
  30 #include <isl_dim_map.h>
  31 #include <isl_local_space_private.h>
  32 #include <isl_aff_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map ? map->dim->n_in : 0;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map ? map->dim->n_out : 0;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map ? map->dim->nparam : 0;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_dim_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_dim_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
 353         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
 354 {
 355         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
 356 }
 357
 358 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 359         enum isl_dim_type type)
 360 {
 361         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 362 }
 363
 364 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 365         enum isl_dim_type type, const char *s)
 366 {
 367         int i;
 368
 369         map = isl_map_cow(map);
 370         if (!map)
 371                 return NULL;
 372
 373         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 374         if (!map->dim)
 375                 goto error;
 376
 377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 378                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 379                 if (!map->p[i])
 380                         goto error;
 381         }
 382
 383         return map;
 384 error:
 385         isl_map_free(map);
 386         return NULL;
 387 }
 388
 389 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 390         enum isl_dim_type type)
 391 {
 392         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 393 }
 394
 395 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 396         const char *s)
 397 {
 398         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 399 }
 400
 401 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 402 {
 403         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 404 }
 405
 406 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 407 {
 408         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 409 }
 410
 411 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 412         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 413 {
 414         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 415 }
 416
 417 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 418         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 419 {
 420         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 421 }
 422
 423 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 424         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 425 {
 426         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 427 }
 428
 429 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 430         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 431 {
 432         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 433 }
 434
 435 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 436         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 437         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 438 {
 439         if (!bmap)
 440                 return NULL;
 441         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 442         if (!bmap->dim)
 443                 goto error;
 444         return bmap;
 445 error:
 446         isl_basic_map_free(bmap);
 447         return NULL;
 448 }
 449
 450 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 451         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 452 {
 453         int i;
 454
 455         if (!map)
 456                 return NULL;
 457
 458         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 459         if (!map->dim)
 460                 goto error;
 461
 462         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 463                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 464                 if (!map->p[i])
 465                         goto error;
 466         }
 467
 468         return map;
 469 error:
 470         isl_map_free(map);
 471         return NULL;
 472 }
 473
 474 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 475         __isl_take isl_basic_set *bset,
 476         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 477 {
 478         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 479                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 480 }
 481
 482 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 483         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 484 {
 485         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 486 }
 487
 488 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 489 {
 490         if (!bmap)
 491                 return -1;
 492         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 493 }
 494
 495 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 496 {
 497         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 498 }
 499
 500 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 501                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 502                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 503 {
 504         int i;
 505         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 506
 507         bmap->ctx = ctx;
 508         isl_ctx_ref(ctx);
 509
 510         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 511         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 512                 goto error;
 513
 514         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 515         if (!bmap->ineq)
 516                 goto error;
 517
 518         if (extra == 0) {
 519                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 520                 bmap->div = NULL;
 521         } else {
 522                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 523                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 524                         goto error;
 525
 526                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 527                 if (!bmap->div)
 528                         goto error;
 529         }
 530
 531         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 532                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 533
 534         for (i = 0; i < extra; ++i)
 535                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 536
 537         bmap->ref = 1;
 538         bmap->flags = 0;
 539         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 540         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 541         bmap->extra = extra;
 542         bmap->n_eq = 0;
 543         bmap->n_ineq = 0;
 544         bmap->n_div = 0;
 545         bmap->sample = NULL;
 546
 547         return bmap;
 548 error:
 549         isl_basic_map_free(bmap);
 550         return NULL;
 551 }
 552
 553 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 554                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 555                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 556 {
 557         struct isl_basic_map *bmap;
 558         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 559         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 560 }
 561
 562 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 563                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 564 {
 565         struct isl_basic_map *bmap;
 566         if (!dim)
 567                 return NULL;
 568         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 569         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 570         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 571 error:
 572         isl_dim_free(dim);
 573         return NULL;
 574 }
 575
 576 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 577                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 578 {
 579         struct isl_basic_map *bmap;
 580
 581         if (!dim)
 582                 return NULL;
 583         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 584         if (!bmap)
 585                 goto error;
 586         bmap->dim = dim;
 587
 588         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 589 error:
 590         isl_dim_free(dim);
 591         return NULL;
 592 }
 593
 594 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 595                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 596                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 597 {
 598         struct isl_basic_map *bmap;
 599         struct isl_dim *dim;
 600
 601         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 602         if (!dim)
 603                 return NULL;
 604
 605         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 606         return bmap;
 607 }
 608
 609 static void dup_constraints(
 610                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 611 {
 612         int i;
 613         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 614
 615         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 616                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 617                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 618         }
 619
 620         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 621                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 622                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 623         }
 624
 625         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 626                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 627                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 628         }
 629         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 630 }
 631
 632 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 633 {
 634         struct isl_basic_map *dup;
 635
 636         if (!bmap)
 637                 return NULL;
 638         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 639                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 640         if (!dup)
 641                 return NULL;
 642         dup_constraints(dup, bmap);
 643         dup->flags = bmap->flags;
 644         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 645         return dup;
 646 }
 647
 648 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 649 {
 650         struct isl_basic_map *dup;
 651
 652         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 653         return (struct isl_basic_set *)dup;
 654 }
 655
 656 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 657 {
 658         if (!bset)
 659                 return NULL;
 660
 661         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 662                 bset->ref++;
 663                 return bset;
 664         }
 665         return isl_basic_set_dup(bset);
 666 }
 667
 668 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 669 {
 670         if (!set)
 671                 return NULL;
 672
 673         set->ref++;
 674         return set;
 675 }
 676
 677 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 678 {
 679         if (!bmap)
 680                 return NULL;
 681
 682         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 683                 bmap->ref++;
 684                 return bmap;
 685         }
 686         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 687         if (bmap)
 688                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 689         return bmap;
 690 }
 691
 692 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 693 {
 694         if (!map)
 695                 return NULL;
 696
 697         map->ref++;
 698         return map;
 699 }
 700
 701 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 702 {
 703         if (!bmap)
 704                 return;
 705
 706         if (--bmap->ref > 0)
 707                 return;
 708
 709         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 710         free(bmap->div);
 711         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 712         free(bmap->ineq);
 713         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 714         isl_vec_free(bmap->sample);
 715         isl_dim_free(bmap->dim);
 716         free(bmap);
 717 }
 718
 719 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 720 {
 721         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 722 }
 723
 724 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 725 {
 726         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 727 }
 728
 729 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 730 {
 731         struct isl_ctx *ctx;
 732         if (!bmap)
 733                 return -1;
 734         ctx = bmap->ctx;
 735         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 736         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 737                         return -1);
 738         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 739         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 740         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 741         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 742         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 743         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 744                 isl_int *t;
 745                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 746                 if (j < 0)
 747                         return -1;
 748                 t = bmap->ineq[j];
 749                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 750                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 751                 bmap->eq[-1] = t;
 752                 bmap->n_eq++;
 753                 bmap->n_ineq--;
 754                 bmap->eq--;
 755                 return 0;
 756         }
 757         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 758                       bmap->extra - bmap->n_div);
 759         return bmap->n_eq++;
 760 }
 761
 762 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 763 {
 764         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 765 }
 766
 767 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 768 {
 769         if (!bmap)
 770                 return -1;
 771         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 772         bmap->n_eq -= n;
 773         return 0;
 774 }
 775
 776 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 777 {
 778         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 779 }
 780
 781 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 782 {
 783         isl_int *t;
 784         if (!bmap)
 785                 return -1;
 786         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 787
 788         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 789                 t = bmap->eq[pos];
 790                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 791                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 792         }
 793         bmap->n_eq--;
 794         return 0;
 795 }
 796
 797 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 798 {
 799         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 800 }
 801
 802 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 803                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 804 {
 805         isl_int *t;
 806
 807         t = bmap->ineq[pos];
 808         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 809         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 810         bmap->eq[-1] = t;
 811         bmap->n_eq++;
 812         bmap->n_ineq--;
 813         bmap->eq--;
 814         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 815         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 816         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 817         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 818 }
 819
 820 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 821 {
 822         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 823 }
 824
 825 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 826 {
 827         struct isl_ctx *ctx;
 828         if (!bmap)
 829                 return -1;
 830         ctx = bmap->ctx;
 831         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 832         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 833         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 834         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 835         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 836         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 837                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 838                       bmap->extra - bmap->n_div);
 839         return bmap->n_ineq++;
 840 }
 841
 842 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 843 {
 844         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 845 }
 846
 847 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 848 {
 849         if (!bmap)
 850                 return -1;
 851         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 852         bmap->n_ineq -= n;
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 857 {
 858         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 859 }
 860
 861 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 862 {
 863         isl_int *t;
 864         if (!bmap)
 865                 return -1;
 866         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 867
 868         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 869                 t = bmap->ineq[pos];
 870                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 871                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 872                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 873         }
 874         bmap->n_ineq--;
 875         return 0;
 876 }
 877
 878 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 879 {
 880         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 881 }
 882
 883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 884         isl_int *eq)
 885 {
 886         int k;
 887
 888         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 889         if (!bmap)
 890                 return NULL;
 891         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 892         if (k < 0)
 893                 goto error;
 894         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 895         return bmap;
 896 error:
 897         isl_basic_map_free(bmap);
 898         return NULL;
 899 }
 900
 901 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 902         isl_int *eq)
 903 {
 904         return (isl_basic_set *)
 905                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 906 }
 907
 908 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 909         isl_int *ineq)
 910 {
 911         int k;
 912
 913         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 914         if (!bmap)
 915                 return NULL;
 916         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 917         if (k < 0)
 918                 goto error;
 919         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 920         return bmap;
 921 error:
 922         isl_basic_map_free(bmap);
 923         return NULL;
 924 }
 925
 926 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 927         isl_int *ineq)
 928 {
 929         return (isl_basic_set *)
 930                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 931 }
 932
 933 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 934 {
 935         if (!bmap)
 936                 return -1;
 937         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 938         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 939                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 940                       bmap->extra - bmap->n_div);
 941         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 942         return bmap->n_div++;
 943 }
 944
 945 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 946 {
 947         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 948 }
 949
 950 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 951 {
 952         if (!bmap)
 953                 return -1;
 954         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 955         bmap->n_div -= n;
 956         return 0;
 957 }
 958
 959 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 960 {
 961         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 962 }
 963
 964 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 965  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 966  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 967  * variables.
 968  */
 969 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 970                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 971                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 972 {
 973         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 974         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 975         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 976         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 977         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 978         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 979         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 980         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 981         if (dst_nparam > src_nparam)
 982                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 983                                 dst_nparam - src_nparam);
 984         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 985         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 986                     src+1+src_nparam,
 987                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 988         if (dst_in-in_off > src_in)
 989                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 990                                 dst_in - in_off - src_in);
 991         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 992         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 993                     src+1+src_nparam+src_in,
 994                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 995         if (dst_out-out_off > src_out)
 996                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 997                                 dst_out - out_off - src_out);
 998         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 999         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1000                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1001                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1002         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1003                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1004                                 div_off+src_map->n_div,
1005                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1006 }
1007
1008 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1009                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1010                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1011 {
1012         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1013         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1014 }
1015
1016 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1017                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1018 {
1019         int i;
1020         unsigned div_off;
1021
1022         if (!bmap1 || !bmap2)
1023                 goto error;
1024
1025         div_off = bmap1->n_div;
1026
1027         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1028                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1029                 if (i1 < 0)
1030                         goto error;
1031                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1032                                 i_pos, o_pos, div_off);
1033         }
1034
1035         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1036                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1037                 if (i1 < 0)
1038                         goto error;
1039                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1040                                 i_pos, o_pos, div_off);
1041         }
1042
1043         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1044                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1045                 if (i1 < 0)
1046                         goto error;
1047                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1048                          i_pos, o_pos, div_off);
1049         }
1050
1051         isl_basic_map_free(bmap2);
1052
1053         return bmap1;
1054
1055 error:
1056         isl_basic_map_free(bmap1);
1057         isl_basic_map_free(bmap2);
1058         return NULL;
1059 }
1060
1061 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1062                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1063 {
1064         return (struct isl_basic_set *)
1065                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1066                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1067 }
1068
1069 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1070                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1071                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1072 {
1073         struct isl_basic_map *ext;
1074         unsigned flags;
1075         int dims_ok;
1076
1077         if (!dim)
1078                 goto error;
1079
1080         if (!base)
1081                 goto error;
1082
1083         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1084                   base->extra >= base->n_div + extra;
1085
1086         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1087                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1088                 isl_dim_free(dim);
1089                 return base;
1090         }
1091
1092         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1093         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1094         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1095         extra += base->extra;
1096         n_eq += base->n_eq;
1097         n_ineq += base->n_ineq;
1098
1099         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1100         dim = NULL;
1101         if (!ext)
1102                 goto error;
1103
1104         if (dims_ok)
1105                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1106         flags = base->flags;
1107         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1108         if (ext) {
1109                 ext->flags = flags;
1110                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1111         }
1112
1113         return ext;
1114
1115 error:
1116         isl_dim_free(dim);
1117         isl_basic_map_free(base);
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1122                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1123                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1124 {
1125         return (struct isl_basic_set *)
1126                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1127                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1128 }
1129
1130 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1131                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1132 {
1133         if (!base)
1134                 return NULL;
1135         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1136                                         0, n_eq, n_ineq);
1137 }
1138
1139 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1140                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1141                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1142 {
1143         struct isl_basic_map *bmap;
1144         struct isl_dim *dim;
1145
1146         if (!base)
1147                 return NULL;
1148         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1149         if (!dim)
1150                 goto error;
1151
1152         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1153         return bmap;
1154 error:
1155         isl_basic_map_free(base);
1156         return NULL;
1157 }
1158
1159 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1160                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1161                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1162 {
1163         return (struct isl_basic_set *)
1164                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1165                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1166 }
1167
1168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1169                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1170 {
1171         return (struct isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1173                                                     n_eq, n_ineq);
1174 }
1175
1176 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1177 {
1178         return (struct isl_basic_set *)
1179                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1180 }
1181
1182 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1183 {
1184         if (!bmap)
1185                 return NULL;
1186
1187         if (bmap->ref > 1) {
1188                 bmap->ref--;
1189                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1190         }
1191         if (bmap)
1192                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1193         return bmap;
1194 }
1195
1196 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1197 {
1198         if (!set)
1199                 return NULL;
1200
1201         if (set->ref == 1)
1202                 return set;
1203         set->ref--;
1204         return isl_set_dup(set);
1205 }
1206
1207 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1208 {
1209         if (!map)
1210                 return NULL;
1211
1212         if (map->ref == 1)
1213                 return map;
1214         map->ref--;
1215         return isl_map_dup(map);
1216 }
1217
1218 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1219                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1220 {
1221         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1222         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1223         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1224 }
1225
1226 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1227         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1228 {
1229         int i;
1230         struct isl_blk blk;
1231
1232         if (!bmap)
1233                 goto error;
1234
1235         isl_assert(bmap->ctx,
1236                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1237
1238         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1239                 return bmap;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244
1245         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1246         if (isl_blk_is_error(blk))
1247                 goto error;
1248
1249         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1250                 swap_vars(blk,
1251                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1252
1253         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1254                 swap_vars(blk,
1255                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1256
1257         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1258                 swap_vars(blk,
1259                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1260
1261         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1262
1263         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1264         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1265         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1266 error:
1267         isl_basic_map_free(bmap);
1268         return NULL;
1269 }
1270
1271 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1272         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1273 {
1274         unsigned dim;
1275         unsigned nparam;
1276
1277         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1278         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1279         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1280
1281         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1282 error:
1283         isl_basic_set_free(bset);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1288 {
1289         int i = 0;
1290         unsigned total;
1291         if (!bmap)
1292                 goto error;
1293         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1294         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1295         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1296         if (bmap->n_eq > 0)
1297                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1298         else {
1299                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1300                 if (i < 0)
1301                         goto error;
1302         }
1303         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1304         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1305         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1306         isl_vec_free(bmap->sample);
1307         bmap->sample = NULL;
1308         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1309 error:
1310         isl_basic_map_free(bmap);
1311         return NULL;
1312 }
1313
1314 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1315 {
1316         return (struct isl_basic_set *)
1317                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1318 }
1319
1320 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1321 {
1322         int i;
1323         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1324         isl_int *t = bmap->div[a];
1325         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1326         bmap->div[b] = t;
1327
1328         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1329                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1330
1331         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1332                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1333
1334         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1335                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1336         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1337 }
1338
1339 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1340  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1341  * are not removed.
1342  */
1343 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1344         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1345 {
1346         int i;
1347
1348         if (!map)
1349                 return NULL;
1350         if (n == 0)
1351                 return map;
1352
1353         map = isl_map_cow(map);
1354         if (!map)
1355                 return NULL;
1356         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1357         first += pos(map->dim, type) - 1;
1358
1359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1360                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1361                 if (!map->p[i])
1362                         goto error;
1363         }
1364         return map;
1365 error:
1366         isl_map_free(map);
1367         return NULL;
1368 }
1369
1370 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1371  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1372  * are not removed.
1373  */
1374 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1375         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1376 {
1377         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1378 }
1379
1380 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1381  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1382  * are not removed.
1383  */
1384 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1385         unsigned first, unsigned n)
1386 {
1387         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1388 }
1389
1390 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1391         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1392 {
1393         if (!bmap)
1394                 return NULL;
1395         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1396                                                 bmap->n_div);
1397         if (!bmap)
1398                 return NULL;
1399         bmap->n_div = 0;
1400         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1401 }
1402
1403 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1404         __isl_take isl_basic_set *bset)
1405 {
1406         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1407                         (struct isl_basic_map *)bset);
1408 }
1409
1410 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1411 {
1412         int i;
1413
1414         if (!map)
1415                 return NULL;
1416         if (map->n == 0)
1417                 return map;
1418
1419         map = isl_map_cow(map);
1420         if (!map)
1421                 return NULL;
1422
1423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1424                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1425                 if (!map->p[i])
1426                         goto error;
1427         }
1428         return map;
1429 error:
1430         isl_map_free(map);
1431         return NULL;
1432 }
1433
1434 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1435 {
1436         return isl_map_remove_divs(set);
1437 }
1438
1439 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1440         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1441 {
1442         if (!bmap)
1443                 return NULL;
1444         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1445                         goto error);
1446         if (n == 0 && !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1447                 return bmap;
1448         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1449                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1450         if (!bmap)
1451                 return bmap;
1452         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1453                 return bmap;
1454         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1455         return bmap;
1456 error:
1457         isl_basic_map_free(bmap);
1458         return NULL;
1459 }
1460
1461 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1462  * any of the given variables.
1463  */
1464 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1465         unsigned first, unsigned n)
1466 {
1467         int i;
1468         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1469
1470         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1471                 return 0;
1472         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1473                 return 1;
1474
1475         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1476                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1477                         continue;
1478                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1479                         return 1;
1480         }
1481
1482         return 0;
1483 }
1484
1485 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1486  * in their definitions.
1487  */
1488 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1489         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1490         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1491 {
1492         int i;
1493
1494         if (!bmap)
1495                 return NULL;
1496         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1497                         goto error);
1498         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1499
1500         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1501                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1502                         continue;
1503                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1504                 if (!bmap)
1505                         return NULL;
1506                 i = bmap->n_div;
1507         }
1508
1509         return bmap;
1510 error:
1511         isl_basic_map_free(bmap);
1512         return NULL;
1513 }
1514
1515 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1516         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1517 {
1518         int i;
1519
1520         if (!map)
1521                 return NULL;
1522         if (map->n == 0)
1523                 return map;
1524
1525         map = isl_map_cow(map);
1526         if (!map)
1527                 return NULL;
1528
1529         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1530                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1531                                                                 type, first, n);
1532                 if (!map->p[i])
1533                         goto error;
1534         }
1535         return map;
1536 error:
1537         isl_map_free(map);
1538         return NULL;
1539 }
1540
1541 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1542         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1543 {
1544         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1545                                                               type, first, n);
1546 }
1547
1548 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1549         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1550 {
1551         int i;
1552
1553         if (!bset)
1554                 return -1;
1555
1556         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1557                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1558                         "index out of bounds", return -1);
1559
1560         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1561         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1562                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1563                         return 1;
1564         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1565                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1566                         return 1;
1567
1568         return 0;
1569 }
1570
1571 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1572         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1573 {
1574         int i;
1575
1576         if (!set)
1577                 return -1;
1578
1579         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1580                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1581                         "index out of bounds", return -1);
1582
1583         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1584                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1585                                                             type, first, n);
1586                 if (involves < 0 || !involves)
1587                         return involves;
1588         }
1589
1590         return 1;
1591 }
1592
1593 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1594  * on unknown divs.
1595  */
1596 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1597 {
1598         int i;
1599         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1600
1601         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1602                 return 1;
1603
1604         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1605                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1606                         continue;
1607                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1608                         return 1;
1609         }
1610
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1615  */
1616 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1617         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1618 {
1619         int i;
1620
1621         if (!bmap)
1622                 return NULL;
1623
1624         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1625                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1626                         continue;
1627                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1628         }
1629
1630         return bmap;
1631 }
1632
1633 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1634 {
1635         int i;
1636
1637         if (!map)
1638                 return NULL;
1639         if (map->n == 0)
1640                 return map;
1641
1642         map = isl_map_cow(map);
1643         if (!map)
1644                 return NULL;
1645
1646         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1647                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1648                 if (!map->p[i])
1649                         goto error;
1650         }
1651         return map;
1652 error:
1653         isl_map_free(map);
1654         return NULL;
1655 }
1656
1657 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1658 {
1659         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1660 }
1661
1662 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1663         __isl_take isl_basic_set *bset,
1664         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1665 {
1666         return (isl_basic_set *)
1667             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1668 }
1669
1670 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1671         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1672 {
1673         int i;
1674
1675         if (n == 0)
1676                 return map;
1677
1678         map = isl_map_cow(map);
1679         if (!map)
1680                 return NULL;
1681         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1682
1683         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1684                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1685                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1686                 if (!map->p[i])
1687                         goto error;
1688         }
1689         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1690         return map;
1691 error:
1692         isl_map_free(map);
1693         return NULL;
1694 }
1695
1696 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1697         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1698 {
1699         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1700 }
1701
1702 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1703 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1704         unsigned first, unsigned n)
1705 {
1706         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1707 }
1708
1709 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1710                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1711 {
1712         const char *name;
1713         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1714         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1715         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1716         if (!pos)
1717                 isl_int_print(out, c, 0);
1718         else {
1719                 if (!isl_int_is_one(c))
1720                         isl_int_print(out, c, 0);
1721                 if (pos < 1 + nparam) {
1722                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1723                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1724                         if (name)
1725                                 fprintf(out, "%s", name);
1726                         else
1727                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1728                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1729                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1730                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1731                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1732                 else
1733                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1734         }
1735 }
1736
1737 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1738                                 int sign, FILE *out)
1739 {
1740         int i;
1741         int first;
1742         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1743         isl_int v;
1744
1745         isl_int_init(v);
1746         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1747                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1748                         continue;
1749                 if (!first)
1750                         fprintf(out, " + ");
1751                 first = 0;
1752                 isl_int_abs(v, c[i]);
1753                 dump_term(bmap, v, i, out);
1754         }
1755         isl_int_clear(v);
1756         if (first)
1757                 fprintf(out, "0");
1758 }
1759
1760 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1761                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1762 {
1763         int i;
1764
1765         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1766
1767         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1768         fprintf(out, " %s ", op);
1769         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1770
1771         fprintf(out, "\n");
1772
1773         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1774                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1775                         continue;
1776                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1777                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1778                 abort();
1779         }
1780 }
1781
1782 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1783                                 isl_int **c, unsigned n,
1784                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1785 {
1786         int i;
1787
1788         for (i = 0; i < n; ++i)
1789                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1790 }
1791
1792 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1793 {
1794         int j;
1795         int first = 1;
1796         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1797
1798         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1799                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1800                         continue;
1801                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1802                         fprintf(out, "+");
1803                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1804                 first = 0;
1805         }
1806 }
1807
1808 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1809 {
1810         int i;
1811
1812         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1813         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1814
1815         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1816                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1817                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1818                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1819                 fprintf(out, ")/");
1820                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1821                 fprintf(out, "]\n");
1822         }
1823 }
1824
1825 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1826         FILE *out, int indent)
1827 {
1828         if (!bset) {
1829                 fprintf(out, "null basic set\n");
1830                 return;
1831         }
1832
1833         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1834         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1835                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1836                         bset->extra, bset->flags);
1837         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1838 }
1839
1840 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1841         FILE *out, int indent)
1842 {
1843         if (!bmap) {
1844                 fprintf(out, "null basic map\n");
1845                 return;
1846         }
1847
1848         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1849         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1850                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1851                 bmap->ref,
1852                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1853                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1854         dump(bmap, out, indent);
1855 }
1856
1857 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1858 {
1859         unsigned total;
1860         if (!bmap)
1861                 return -1;
1862         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1863         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1864         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1865         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1866         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1871 {
1872         struct isl_set *set;
1873
1874         if (!dim)
1875                 return NULL;
1876         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1877         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1878         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1879                         sizeof(struct isl_set) +
1880                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1881         if (!set)
1882                 goto error;
1883
1884         set->ctx = dim->ctx;
1885         isl_ctx_ref(set->ctx);
1886         set->ref = 1;
1887         set->size = n;
1888         set->n = 0;
1889         set->dim = dim;
1890         set->flags = flags;
1891         return set;
1892 error:
1893         isl_dim_free(dim);
1894         return NULL;
1895 }
1896
1897 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1898                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1899 {
1900         struct isl_set *set;
1901         struct isl_dim *dims;
1902
1903         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1904         if (!dims)
1905                 return NULL;
1906
1907         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1908         return set;
1909 }
1910
1911 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1912  */
1913 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1914 {
1915         int i;
1916         struct isl_map *grown = NULL;
1917
1918         if (!map)
1919                 return NULL;
1920         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1921         if (map->n + n <= map->size)
1922                 return map;
1923         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1924         if (!grown)
1925                 goto error;
1926         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1927                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1928                 if (!grown->p[i])
1929                         goto error;
1930                 grown->n++;
1931         }
1932         isl_map_free(map);
1933         return grown;
1934 error:
1935         isl_map_free(grown);
1936         isl_map_free(map);
1937         return NULL;
1938 }
1939
1940 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1941  */
1942 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1943 {
1944         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1945 }
1946
1947 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1948 {
1949         int i;
1950         struct isl_set *dup;
1951
1952         if (!set)
1953                 return NULL;
1954
1955         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1956         if (!dup)
1957                 return NULL;
1958         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1959                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1960         return dup;
1961 }
1962
1963 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1964 {
1965         return isl_map_from_basic_map(bset);
1966 }
1967
1968 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1969 {
1970         struct isl_map *map;
1971
1972         if (!bmap)
1973                 return NULL;
1974
1975         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1976         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1977 }
1978
1979 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1980                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1981 {
1982         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1983                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1984 }
1985
1986 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1987 {
1988         int i;
1989
1990         if (!set)
1991                 return;
1992
1993         if (--set->ref > 0)
1994                 return;
1995
1996         isl_ctx_deref(set->ctx);
1997         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1998                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1999         isl_dim_free(set->dim);
2000         free(set);
2001 }
2002
2003 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2004 {
2005         int i;
2006
2007         if (!set) {
2008                 fprintf(out, "null set\n");
2009                 return;
2010         }
2011
2012         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2013         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2014                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2015                         set->flags);
2016         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2017                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2018                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2019                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2020         }
2021 }
2022
2023 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2024 {
2025         int i;
2026
2027         if (!map) {
2028                 fprintf(out, "null map\n");
2029                 return;
2030         }
2031
2032         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2033         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2034                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2035                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2036                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2037         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2038                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2039                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2040                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2041         }
2042 }
2043
2044 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2045                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2046 {
2047         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2048
2049         if (!bmap || !bset)
2050                 goto error;
2051
2052         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2053                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2054
2055         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2056                 isl_assert(bset->ctx,
2057                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2058
2059         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2060         if (!bmap)
2061                 goto error;
2062         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2063                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2064         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2065         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2066
2067         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2068         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2069 error:
2070         isl_basic_map_free(bmap);
2071         isl_basic_set_free(bset);
2072         return NULL;
2073 }
2074
2075 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2076                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2077 {
2078         struct isl_basic_map *bmap_range;
2079
2080         if (!bmap || !bset)
2081                 goto error;
2082
2083         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2084                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2085
2086         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2087                 isl_assert(bset->ctx,
2088                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2089
2090         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2091                 isl_basic_set_free(bset);
2092                 return bmap;
2093         }
2094
2095         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2096         if (!bmap)
2097                 goto error;
2098         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2099                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2100         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2101         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2102
2103         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2104         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2105 error:
2106         isl_basic_map_free(bmap);
2107         isl_basic_set_free(bset);
2108         return NULL;
2109 }
2110
2111 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2112 {
2113         int i;
2114         unsigned total;
2115         isl_int s;
2116
2117         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2118         if (total != vec->size)
2119                 return -1;
2120
2121         isl_int_init(s);
2122
2123         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2124                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2125                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2126                         isl_int_clear(s);
2127                         return 0;
2128                 }
2129         }
2130
2131         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2132                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2133                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2134                         isl_int_clear(s);
2135                         return 0;
2136                 }
2137         }
2138
2139         isl_int_clear(s);
2140
2141         return 1;
2142 }
2143
2144 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2145 {
2146         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2147 }
2148
2149 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2150                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2151 {
2152         struct isl_vec *sample = NULL;
2153
2154         if (!bmap1 || !bmap2)
2155                 goto error;
2156
2157         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2158                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2159         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2160                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2161             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2162                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2163                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2164
2165         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2166                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2167                 isl_assert(bmap1->ctx,
2168                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2169
2170         if (bmap1->sample &&
2171             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2172             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2173                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2174         else if (bmap2->sample &&
2175             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2176             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2177                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2178
2179         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2180         if (!bmap1)
2181                 goto error;
2182         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2183                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2184         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2185
2186         if (!bmap1)
2187                 isl_vec_free(sample);
2188         else if (sample) {
2189                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2190                 bmap1->sample = sample;
2191         }
2192
2193         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2194         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2195 error:
2196         if (sample)
2197                 isl_vec_free(sample);
2198         isl_basic_map_free(bmap1);
2199         isl_basic_map_free(bmap2);
2200         return NULL;
2201 }
2202
2203 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2204                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2205 {
2206         return (struct isl_basic_set *)
2207                 isl_basic_map_intersect(
2208                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2209                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2210 }
2211
2212 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2213  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2214  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2215  * added to the other map.
2216  */
2217 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2218         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2219 {
2220         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2221         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2222         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2223         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2224
2225         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2226                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2227
2228         isl_assert(map2->ctx,
2229                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2230
2231         map1 = isl_map_cow(map1);
2232         if (!map1)
2233                 goto error;
2234         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2235                 isl_map_free(map2);
2236                 return map1;
2237         }
2238         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2239         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2240                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2241         else
2242                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2243                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2244
2245         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2246         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2247         if (!map1->p[0])
2248                 goto error;
2249
2250         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2251                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2252                 map1->n = 0;
2253         }
2254
2255         isl_map_free(map2);
2256
2257         return map1;
2258 error:
2259         isl_map_free(map1);
2260         isl_map_free(map2);
2261         return NULL;
2262 }
2263
2264 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2265 {
2266         unsigned flags = 0;
2267         struct isl_map *result;
2268         int i, j;
2269
2270         if (!map1 || !map2)
2271                 goto error;
2272
2273         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2274             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2275                 isl_map_free(map2);
2276                 return map1;
2277         }
2278         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2279             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2280                 isl_map_free(map1);
2281                 return map2;
2282         }
2283
2284         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2285             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2286             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2287             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2288              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2289                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2290         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2291                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2292         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2293                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2294             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2295                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2296
2297         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2298                 isl_assert(map1->ctx,
2299                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2300
2301         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2302             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2303                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2304
2305         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2306                                 map1->n * map2->n, flags);
2307         if (!result)
2308                 goto error;
2309         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2310                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2311                         struct isl_basic_map *part;
2312                         part = isl_basic_map_intersect(
2313                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2314                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2315                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2316                                 isl_basic_map_free(part);
2317                         else
2318                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2319                         if (!result)
2320                                 goto error;
2321                 }
2322         isl_map_free(map1);
2323         isl_map_free(map2);
2324         return result;
2325 error:
2326         isl_map_free(map1);
2327         isl_map_free(map2);
2328         return NULL;
2329 }
2330
2331 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2332 {
2333         return (struct isl_set *)
2334                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2335                                   (struct isl_map *)set2);
2336 }
2337
2338 /* The current implementation of isl_map_intersect accepts intersections
2339  * with parameter domains, so we can just call that for now.
2340  */
2341 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2342                 __isl_take isl_set *params)
2343 {
2344         return isl_map_intersect(map, params);
2345 }
2346
2347 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2348                 __isl_take isl_set *params)
2349 {
2350         return isl_map_intersect_params(set, params);
2351 }
2352
2353 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2354 {
2355         struct isl_dim *dim;
2356         struct isl_basic_set *bset;
2357         unsigned in;
2358
2359         if (!bmap)
2360                 return NULL;
2361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2362         if (!bmap)
2363                 return NULL;
2364         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2365         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2366         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2367         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2368         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2369 }
2370
2371 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2372                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2373 {
2374         struct isl_dim *res_dim;
2375         struct isl_basic_map *res;
2376         struct isl_dim_map *dim_map;
2377         unsigned total, off;
2378         enum isl_dim_type t;
2379
2380         if (n == 0)
2381                 return bmap;
2382
2383         if (!bmap)
2384                 return NULL;
2385
2386         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2387
2388         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2389         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2390         off = 0;
2391         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2392                 if (t != type) {
2393                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2394                 } else {
2395                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2396                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2397                                                 0, pos, off);
2398                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2399                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2400                 }
2401                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2402         }
2403         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2404
2405         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2406                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2407         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2408                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2409         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2410         return isl_basic_map_finalize(res);
2411 }
2412
2413 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2414                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2415 {
2416         if (!bmap)
2417                 return NULL;
2418         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2419                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2420 }
2421
2422 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2423                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2424 {
2425         if (!bset)
2426                 return NULL;
2427         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2428         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2429 error:
2430         isl_basic_set_free(bset);
2431         return NULL;
2432 }
2433
2434 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2435                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2436 {
2437         int i;
2438
2439         if (n == 0)
2440                 return map;
2441
2442         map = isl_map_cow(map);
2443         if (!map)
2444                 return NULL;
2445
2446         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2447         if (!map->dim)
2448                 goto error;
2449
2450         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2451                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2452                 if (!map->p[i])
2453                         goto error;
2454         }
2455
2456         return map;
2457 error:
2458         isl_map_free(map);
2459         return NULL;
2460 }
2461
2462 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2463                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2464 {
2465         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2466 }
2467
2468 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2469                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2470 {
2471         if (!map)
2472                 return NULL;
2473         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2474 }
2475
2476 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2477                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2478 {
2479         if (!set)
2480                 return NULL;
2481         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2482         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2483 error:
2484         isl_set_free(set);
2485         return NULL;
2486 }
2487
2488 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2489         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2490         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2491         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2492 {
2493         struct isl_dim_map *dim_map;
2494         struct isl_basic_map *res;
2495         enum isl_dim_type t;
2496         unsigned total, off;
2497
2498         if (!bmap)
2499                 return NULL;
2500         if (n == 0)
2501                 return bmap;
2502
2503         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2504                 goto error);
2505
2506         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2507                 return bmap;
2508
2509         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2510
2511         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2512             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2513                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2514                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2515                 if (!bmap)
2516                         return NULL;
2517
2518                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2519                                                 src_type, src_pos, n);
2520                 if (!bmap->dim)
2521                         goto error;
2522
2523                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2524
2525                 return bmap;
2526         }
2527
2528         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2529         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2530
2531         off = 0;
2532         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2533                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2534                 if (t == dst_type) {
2535                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2536                                             0, dst_pos, off);
2537                         off += dst_pos;
2538                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2539                                             src_pos, n, off);
2540                         off += n;
2541                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2542                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2543                         off += size - dst_pos;
2544                 } else if (t == src_type) {
2545                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2546                                             0, src_pos, off);
2547                         off += src_pos;
2548                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2549                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2550                         off += size - src_pos - n;
2551                 } else {
2552                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2553                         off += size;
2554                 }
2555         }
2556         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2557
2558         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2559                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2560         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2561
2562         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2563                                         src_type, src_pos, n);
2564         if (!bmap->dim)
2565                 goto error;
2566
2567         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2568         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2569         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2570
2571         return bmap;
2572 error:
2573         isl_basic_map_free(bmap);
2574         return NULL;
2575 }
2576
2577 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2578         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2579         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2580 {
2581         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2582                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2583 }
2584
2585 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2586         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2587         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2588 {
2589         if (!set)
2590                 return NULL;
2591         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2592         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2593                                         src_type, src_pos, n);
2594 error:
2595         isl_set_free(set);
2596         return NULL;
2597 }
2598
2599 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2600         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2601         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2602 {
2603         int i;
2604
2605         if (!map)
2606                 return NULL;
2607         if (n == 0)
2608                 return map;
2609
2610         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2611                 goto error);
2612
2613         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2614                 return map;
2615
2616         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2617
2618         map = isl_map_cow(map);
2619         if (!map)
2620                 return NULL;
2621
2622         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2623         if (!map->dim)
2624                 goto error;
2625
2626         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2627                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2628                                                 dst_type, dst_pos,
2629                                                 src_type, src_pos, n);
2630                 if (!map->p[i])
2631                         goto error;
2632         }
2633
2634         return map;
2635 error:
2636         isl_map_free(map);
2637         return NULL;
2638 }
2639
2640 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2641  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2642  * That's the responsibility of the caller.
2643  */
2644 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2645         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2646 {
2647         struct isl_dim_map *dim_map;
2648         struct isl_basic_map *res;
2649         enum isl_dim_type t;
2650         unsigned total, off;
2651
2652         if (!bmap)
2653                 return NULL;
2654         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2655                 return bmap;
2656
2657         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2658         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2659
2660         off = 0;
2661         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2662                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2663                 if (t == type) {
2664                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2665                                             0, first, off);
2666                         off += first;
2667                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2668                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2669                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2670                                             first + n, size - (first + n), off);
2671                         off += size - (first + n);
2672                 } else {
2673                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2674                         off += size;
2675                 }
2676         }
2677         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2678
2679         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2680                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2681         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2682         return res;
2683 }
2684
2685 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2686  * into existentially quantified variables.
2687  */
2688 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2689                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2690                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2691 {
2692         int i;
2693         size_t row_size;
2694         isl_int **new_div;
2695         isl_int *old;
2696
2697         if (n == 0)
2698                 return bmap;
2699
2700         if (!bmap)
2701                 return NULL;
2702
2703         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2704                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2705
2706         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2707                         goto error);
2708
2709         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2710         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2711         if (!bmap)
2712                 return NULL;
2713
2714         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2715         old = bmap->block2.data;
2716         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2717                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2718         if (!bmap->block2.data)
2719                 goto error;
2720         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2721         if (!new_div)
2722                 goto error;
2723         for (i = 0; i < n; ++i) {
2724                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2725                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2726                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2727         }
2728         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2729                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2730         free(bmap->div);
2731         bmap->div = new_div;
2732         bmap->n_div += n;
2733         bmap->extra += n;
2734
2735         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2736         if (!bmap->dim)
2737                 goto error;
2738         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2739         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2740         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2741 error:
2742         isl_basic_map_free(bmap);
2743         return NULL;
2744 }
2745
2746 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2747  * into existentially quantified variables.
2748  */
2749 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2750                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2751 {
2752         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2753                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2754 }
2755
2756 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2757  * into existentially quantified variables.
2758  */
2759 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2760                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2761 {
2762         int i;
2763
2764         if (!map)
2765                 return NULL;
2766
2767         if (n == 0)
2768                 return map;
2769
2770         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2771
2772         map = isl_map_cow(map);
2773         if (!map)
2774                 return NULL;
2775
2776         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2777         if (!map->dim)
2778                 goto error;
2779
2780         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2781                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2782                 if (!map->p[i])
2783                         goto error;
2784         }
2785
2786         return map;
2787 error:
2788         isl_map_free(map);
2789         return NULL;
2790 }
2791
2792 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2793  * into existentially quantified variables.
2794  */
2795 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2796                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2797 {
2798         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2799 }
2800
2801 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2802 {
2803         int i, j;
2804
2805         for (i = 0; i < n; ++i) {
2806                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2807                 if (j < 0)
2808                         goto error;
2809                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2810         }
2811         return bmap;
2812 error:
2813         isl_basic_map_free(bmap);
2814         return NULL;
2815 }
2816
2817 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2818                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2819 {
2820         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2821         struct isl_basic_map *bmap;
2822         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2823         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2824
2825         if (!bmap1 || !bmap2)
2826                 goto error;
2827
2828         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2829                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2830
2831         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2832         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2833         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2834         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2835
2836         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2837         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2838         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2839         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2840         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2841         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2842         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2843         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2844         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2845         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2846         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2847
2848         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2849                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2850                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2851                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2852         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2853         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2854         bmap = add_divs(bmap, n);
2855         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2856         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2857         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2858 error:
2859         isl_basic_map_free(bmap1);
2860         isl_basic_map_free(bmap2);
2861         return NULL;
2862 }
2863
2864 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2865                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2866 {
2867         if (!bset || !bmap)
2868                 goto error;
2869
2870         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2871                     goto error);
2872
2873         return (struct isl_basic_set *)
2874                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2875 error:
2876         isl_basic_set_free(bset);
2877         isl_basic_map_free(bmap);
2878         return NULL;
2879 }
2880
2881 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2882                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2883 {
2884         if (!bmap1 || !bmap2)
2885                 goto error;
2886
2887         isl_assert(bmap1->ctx,
2888             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2889         isl_assert(bmap1->ctx,
2890             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2891             goto error);
2892
2893         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2894         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2895         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2896 error:
2897         isl_basic_map_free(bmap1);
2898         isl_basic_map_free(bmap2);
2899         return NULL;
2900 }
2901
2902 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2903  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2904  */
2905 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2906                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2907 {
2908         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2909         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2910         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2911         int i;
2912
2913         if (!bmap1 || !bmap2)
2914                 goto error;
2915
2916         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2917                 goto error);
2918
2919         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2920         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2921         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2922
2923         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2924         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2925         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2926         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2927         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2928         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2929         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2930         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2931         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2932         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2933         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2934
2935         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2936                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2937                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2938                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2939         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2940                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2941                 if (j < 0)
2942                         goto error;
2943                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2944                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2945                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2946                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2947         }
2948         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2949         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2950         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2951
2952         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2954 error:
2955         isl_basic_map_free(bmap);
2956         isl_basic_map_free(bmap1);
2957         isl_basic_map_free(bmap2);
2958         return NULL;
2959 }
2960
2961 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2962  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2963  */
2964 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2965 {
2966         struct isl_map *result;
2967         int i, j;
2968
2969         if (!map1 || !map2)
2970                 goto error;
2971
2972         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2973
2974         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2975                                 map1->n * map2->n, 0);
2976         if (!result)
2977                 goto error;
2978         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2979                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2980                         struct isl_basic_map *part;
2981                         part = isl_basic_map_sum(
2982                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2983                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2984                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2985                                 isl_basic_map_free(part);
2986                         else
2987                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2988                         if (!result)
2989                                 goto error;
2990                 }
2991         isl_map_free(map1);
2992         isl_map_free(map2);
2993         return result;
2994 error:
2995         isl_map_free(map1);
2996         isl_map_free(map2);
2997         return NULL;
2998 }
2999
3000 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3001         __isl_take isl_set *set2)
3002 {
3003         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3004 }
3005
3006 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3007  */
3008 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3009 {
3010         int i, j;
3011         unsigned off, n;
3012
3013         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3014         if (!bmap)
3015                 return NULL;
3016
3017         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3018         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3019         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3020                 for (j = 0; j < n; ++j)
3021                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3022         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3023                 for (j = 0; j < n; ++j)
3024                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3025         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3026                 for (j = 0; j < n; ++j)
3027                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3028         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3029 }
3030
3031 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3032 {
3033         return isl_basic_map_neg(bset);
3034 }
3035
3036 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3037  */
3038 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3039 {
3040         int i;
3041
3042         map = isl_map_cow(map);
3043         if (!map)
3044                 return NULL;
3045
3046         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3047                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3048                 if (!map->p[i])
3049                         goto error;
3050         }
3051
3052         return map;
3053 error:
3054         isl_map_free(map);
3055         return NULL;
3056 }
3057
3058 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3059 {
3060         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3061 }
3062
3063 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3064  * A -> floor(f(A)/d).
3065  */
3066 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3067                 isl_int d)
3068 {
3069         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3070         struct isl_basic_map *result = NULL;
3071         struct isl_dim_map *dim_map;
3072         int i;
3073
3074         if (!bmap)
3075                 return NULL;
3076
3077         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3078         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3079         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3080
3081         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3082         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3083         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3084         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3085         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3086         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3087
3088         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3089                         bmap->n_div + n_out,
3090                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3091         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3092         result = add_divs(result, n_out);
3093         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3094                 int j;
3095                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3096                 if (j < 0)
3097                         goto error;
3098                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3099                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3100                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3101                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3102                 if (j < 0)
3103                         goto error;
3104                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3105                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3106                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3107                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3108         }
3109
3110         result = isl_basic_map_simplify(result);
3111         return isl_basic_map_finalize(result);
3112 error:
3113         isl_basic_map_free(result);
3114         return NULL;
3115 }
3116
3117 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3118  * A -> floor(f(A)/d).
3119  */
3120 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3121 {
3122         int i;
3123
3124         map = isl_map_cow(map);
3125         if (!map)
3126                 return NULL;
3127
3128         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3129         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3130         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3131                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3132                 if (!map->p[i])
3133                         goto error;
3134         }
3135
3136         return map;
3137 error:
3138         isl_map_free(map);
3139         return NULL;
3140 }
3141
3142 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3143 {
3144         int i;
3145         unsigned nparam;
3146         unsigned n_in;
3147
3148         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3149         if (i < 0)
3150                 goto error;
3151         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3152         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3153         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3154         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3155         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3156         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3157 error:
3158         isl_basic_map_free(bmap);
3159         return NULL;
3160 }
3161
3162 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3163  */
3164 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3165 {
3166         int i;
3167         unsigned nparam;
3168         unsigned n_in;
3169
3170         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3171         if (i < 0)
3172                 goto error;
3173         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3174         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3175         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3176         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3177         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3178         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3179         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3180 error:
3181         isl_basic_map_free(bmap);
3182         return NULL;
3183 }
3184
3185 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3186  */
3187 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3188         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3189 {
3190         int i;
3191         unsigned nparam;
3192         unsigned n_in;
3193
3194         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3195         if (i < 0)
3196                 goto error;
3197         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3198         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3199         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3200         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3201         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3202         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3203 error:
3204         isl_basic_map_free(bmap);
3205         return NULL;
3206 }
3207
3208 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3209  */
3210 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3211 {
3212         int i;
3213         unsigned nparam;
3214         unsigned n_in;
3215
3216         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3217         if (i < 0)
3218                 goto error;
3219         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3220         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3221         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3222         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3223         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3224         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3225         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3226 error:
3227         isl_basic_map_free(bmap);
3228         return NULL;
3229 }
3230
3231 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3232  */
3233 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3234         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3235 {
3236         int i;
3237         unsigned nparam;
3238         unsigned n_in;
3239
3240         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3241         if (i < 0)
3242                 goto error;
3243         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3244         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3245         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3246         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3247         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3248         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3249 error:
3250         isl_basic_map_free(bmap);
3251         return NULL;
3252 }
3253
3254 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3255 {
3256         int i;
3257         struct isl_basic_map *bmap;
3258         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3259         if (!bmap)
3260                 return NULL;
3261         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3262                 bmap = var_equal(bmap, i);
3263         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3264 }
3265
3266 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3267  */
3268 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3269 {
3270         int i;
3271         struct isl_basic_map *bmap;
3272         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3273         if (!bmap)
3274                 return NULL;
3275         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3276                 bmap = var_equal(bmap, i);
3277         if (bmap)
3278                 bmap = var_less(bmap, pos);
3279         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3280 }
3281
3282 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3283  */
3284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3285         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3286 {
3287         int i;
3288         isl_basic_map *bmap;
3289
3290         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3291         for (i = 0; i < pos; ++i)
3292                 bmap = var_equal(bmap, i);
3293         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3294         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3295 }
3296
3297 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3298  */
3299 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3300 {
3301         int i;
3302         struct isl_basic_map *bmap;
3303         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3304         if (!bmap)
3305                 return NULL;
3306         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3307                 bmap = var_equal(bmap, i);
3308         if (bmap)
3309                 bmap = var_more(bmap, pos);
3310         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3311 }
3312
3313 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3314  */
3315 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3316         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3317 {
3318         int i;
3319         isl_basic_map *bmap;
3320
3321         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3322         for (i = 0; i < pos; ++i)
3323                 bmap = var_equal(bmap, i);
3324         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3325         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3326 }
3327
3328 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3329         unsigned n, int equal)
3330 {
3331         struct isl_map *map;
3332         int i;
3333
3334         if (n == 0 && equal)
3335                 return isl_map_universe(dims);
3336
3337         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3338
3339         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3340                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3341                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3342         if (n > 0) {
3343                 if (equal)
3344                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3345                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3346                 else
3347                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3348                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3349         } else
3350                 isl_dim_free(dims);
3351
3352         return map;
3353 }
3354
3355 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3356 {
3357         if (!dims)
3358                 return NULL;
3359         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3360 }
3361
3362 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3363 {
3364         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3365 }
3366
3367 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3368 {
3369         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3370 }
3371
3372 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3373 {
3374         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3375 }
3376
3377 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3378 {
3379         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3380 }
3381
3382 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3383         unsigned n, int equal)
3384 {
3385         struct isl_map *map;
3386         int i;
3387
3388         if (n == 0 && equal)
3389                 return isl_map_universe(dims);
3390
3391         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3392
3393         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3394                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3395                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3396         if (n > 0) {
3397                 if (equal)
3398                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3399                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3400                 else
3401                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3402                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3403         } else
3404                 isl_dim_free(dims);
3405
3406         return map;
3407 }
3408
3409 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3410 {
3411         if (!dims)
3412                 return NULL;
3413         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3414 }
3415
3416 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3417 {
3418         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3419 }
3420
3421 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3422 {
3423         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3424 }
3425
3426 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3427 {
3428         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3429 }
3430
3431 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3432 {
3433         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3434 }
3435
3436 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3437         __isl_take isl_set *set2)
3438 {
3439         isl_map *map;
3440         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3441         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3442         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3443         return map;
3444 }
3445
3446 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3447         __isl_take isl_set *set2)
3448 {
3449         isl_map *map;
3450         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3451         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3452         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3453         return map;
3454 }
3455
3456 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3457         __isl_take isl_set *set2)
3458 {
3459         isl_map *map;
3460         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3461         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3462         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3463         return map;
3464 }
3465
3466 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3467         __isl_take isl_set *set2)
3468 {
3469         isl_map *map;
3470         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3471         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3472         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3473         return map;
3474 }
3475
3476 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3477         __isl_take isl_map *map2)
3478 {
3479         isl_map *map;
3480         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3481         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3482         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3483         return map;
3484 }
3485
3486 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3487         __isl_take isl_map *map2)
3488 {
3489         isl_map *map;
3490         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3491         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3492         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3493         return map;
3494 }
3495
3496 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3497         __isl_take isl_map *map2)
3498 {
3499         isl_map *map;
3500         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3501         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3502         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3503         return map;
3504 }
3505
3506 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3507         __isl_take isl_map *map2)
3508 {
3509         isl_map *map;
3510         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3511         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3512         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3513         return map;
3514 }
3515
3516 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3517                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3518 {
3519         struct isl_basic_map *bmap;
3520
3521         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3522         if (!bset || !dim)
3523                 goto error;
3524
3525         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3526         isl_dim_free(bset->dim);
3527         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3528         bmap->dim = dim;
3529         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3530 error:
3531         isl_basic_set_free(bset);
3532         isl_dim_free(dim);
3533         return NULL;
3534 }
3535
3536 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3537 {
3538         if (!bmap)
3539                 goto error;
3540         if (bmap->dim->n_in == 0)
3541                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3542         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3543         if (!bmap)
3544                 goto error;
3545         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3546         if (!bmap->dim)
3547                 goto error;
3548         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3549         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3550 error:
3551         isl_basic_map_free(bmap);
3552         return NULL;
3553 }
3554
3555 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3556  *
3557  *              f - m d >= 0
3558  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3559  *
3560  * Note that the second constraint is the negation of
3561  *
3562  *              f - m d >= n
3563  */
3564 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3565         unsigned pos, isl_int *div)
3566 {
3567         int i, j;
3568         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3569
3570         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3571         if (i < 0)
3572                 return -1;
3573         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3574         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3575
3576         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3577         if (j < 0)
3578                 return -1;
3579         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3580         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3581         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3582         return j;
3583 }
3584
3585 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3586         unsigned pos, isl_int *div)
3587 {
3588         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3589                                                         pos, div);
3590 }
3591
3592 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3593 {
3594         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3595         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3596
3597         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3598                                                         bmap->div[div]);
3599 }
3600
3601 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3602                 struct isl_basic_map *bmap)
3603 {
3604         if (!bmap)
3605                 goto error;
3606         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3607             bmap->n_div == 0 &&
3608             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3609             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3610                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3611         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3612         if (!bmap)
3613                 goto error;
3614         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3615         if (!bmap->dim)
3616                 goto error;
3617         bmap->extra -= bmap->n_div;
3618         bmap->n_div = 0;
3619         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3620         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3621 error:
3622         return NULL;
3623 }
3624
3625 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3626                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3627 {
3628         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3629 }
3630
3631 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3632         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3633 {
3634         struct isl_basic_map *bmap;
3635         struct isl_ctx *ctx;
3636         unsigned total;
3637         int i;
3638
3639         if (!bset || !like)
3640                 goto error;
3641         ctx = bset->ctx;
3642         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3643         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3644         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3645                         goto error);
3646         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3647                 isl_basic_map_free(like);
3648                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3649         }
3650         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3651         if (!bset)
3652                 goto error;
3653         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3654         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3655         isl_dim_free(bmap->dim);
3656         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3657         if (!bmap->dim)
3658                 goto error;
3659         bmap->n_div = like->n_div;
3660         bmap->extra += like->n_div;
3661         if (bmap->extra) {
3662                 unsigned ltotal;
3663                 isl_int **div;
3664                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3665                 if (ltotal > total)
3666                         ltotal = total;
3667                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3668                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3669                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3670                         goto error;
3671                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3672                 if (!div)
3673                         goto error;
3674                 bmap->div = div;
3675                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3676                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3677                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3678                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3679                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3680                 }
3681                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3682                                                         0, 2 * like->n_div);
3683                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3684                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3685                                 continue;
3686                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3687                                 goto error;
3688                 }
3689         }
3690         isl_basic_map_free(like);
3691         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3692         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3693         return bmap;
3694 error:
3695         isl_basic_map_free(like);
3696         isl_basic_set_free(bset);
3697         return NULL;
3698 }
3699
3700 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3701         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3702 {
3703         return (struct isl_basic_set *)
3704                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3705 }
3706
3707 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3708         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3709 {
3710         int i;
3711
3712         if (!set || !like)
3713                 goto error;
3714         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3715                     goto error);
3716         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3717                 isl_basic_set_free(like);
3718                 return set;
3719         }
3720         set = isl_set_cow(set);
3721         if (!set)
3722                 goto error;
3723         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3724                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3725                                                       isl_basic_set_copy(like));
3726                 if (!set->p[i])
3727                         goto error;
3728         }
3729         isl_dim_free(set->dim);
3730         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3731         if (!set->dim)
3732                 goto error;
3733         isl_basic_set_free(like);
3734         return set;
3735 error:
3736         isl_basic_set_free(like);
3737         isl_set_free(set);
3738         return NULL;
3739 }
3740
3741 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3742 {
3743         int i;
3744
3745         map = isl_map_cow(map);
3746         if (!map)
3747                 return NULL;
3748         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3749         if (!map->dim)
3750                 goto error;
3751
3752         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3753                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3754                                 goto error);
3755         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3756                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3757                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3758                 if (!map->p[i])
3759                         goto error;
3760         }
3761         if (map->n == 0)
3762                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3763         else {
3764                 isl_dim_free(map->dim);
3765                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3766         }
3767         if (!map->dim)
3768                 goto error;
3769         return (struct isl_set *)map;
3770 error:
3771         isl_map_free(map);
3772         return NULL;
3773 }
3774
3775 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3776 {
3777         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3778 }
3779
3780 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3781         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3782 {
3783         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3784         if (!bmap || !dim)
3785                 goto error;
3786
3787         isl_dim_free(bmap->dim);
3788         bmap->dim = dim;
3789
3790         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3791
3792         return bmap;
3793 error:
3794         isl_basic_map_free(bmap);
3795         isl_dim_free(dim);
3796         return NULL;
3797 }
3798
3799 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3800         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3801 {
3802         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3803                                                         dim);
3804 }
3805
3806 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3807         __isl_take isl_dim *dim)
3808 {
3809         int i;
3810
3811         map = isl_map_cow(map);
3812         if (!map || !dim)
3813                 goto error;
3814
3815         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3816                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3817                                                     isl_dim_copy(dim));
3818                 if (!map->p[i])
3819                         goto error;
3820         }
3821         isl_dim_free(map->dim);
3822         map->dim = dim;
3823
3824         return map;
3825 error:
3826         isl_map_free(map);
3827         isl_dim_free(dim);
3828         return NULL;
3829 }
3830
3831 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3832         __isl_take isl_dim *dim)
3833 {
3834         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3835 }
3836
3837 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3838 {
3839         isl_dim *dim;
3840         struct isl_basic_set *domain;
3841         unsigned n_in;
3842         unsigned n_out;
3843
3844         if (!bmap)
3845                 return NULL;
3846         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3847
3848         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3849         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3850         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3851         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3852
3853         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3854
3855         return domain;
3856 }
3857
3858 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3859 {
3860         if (!bmap)
3861                 return -1;
3862         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3863 }
3864
3865 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3866 {
3867         if (!bmap)
3868                 return NULL;
3869         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3870                 return bmap;
3871         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3872 }
3873
3874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3875         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3876 {
3877         int i, k;
3878         isl_dim *dim;
3879         isl_basic_map *domain;
3880         int nparam, n_in, n_out;
3881         unsigned total;
3882
3883         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3884         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3885         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3886
3887         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3888         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3889
3890         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3891         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3892         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3893
3894         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3895
3896         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3897                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3898                 if (k < 0)
3899                         goto error;
3900                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3901                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3902                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3903         }
3904
3905         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3906         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3907 error:
3908         isl_basic_map_free(bmap);
3909         return NULL;
3910 }
3911
3912 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3913         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3914 {
3915         int i, k;
3916         isl_dim *dim;
3917         isl_basic_map *range;
3918         int nparam, n_in, n_out;
3919         unsigned total;
3920
3921         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3922         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3923         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3924
3925         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3926         range = isl_basic_map_universe(dim);
3927
3928         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3929         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3930         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3931
3932         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3933
3934         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3935                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3936                 if (k < 0)
3937                         goto error;
3938                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3939                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3940                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3941         }
3942
3943         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3944         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3945 error:
3946         isl_basic_map_free(bmap);
3947         return NULL;
3948 }
3949
3950 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3951 {
3952         if (!map)
3953                 return -1;
3954         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3955 }
3956
3957 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3958 {
3959         int i;
3960         struct isl_set *set;
3961
3962         if (!map)
3963                 goto error;
3964         if (isl_map_may_be_set(map))
3965                 return (isl_set *)map;
3966
3967         map = isl_map_cow(map);
3968         if (!map)
3969                 goto error;
3970
3971         set = (struct isl_set *) map;
3972         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3973         if (!set->dim)
3974                 goto error;
3975         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3976                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3977                 if (!set->p[i])
3978                         goto error;
3979         }
3980         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3981         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3982         return set;
3983 error:
3984         isl_map_free(map);
3985         return NULL;
3986 }
3987
3988 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3989 {
3990         int i;
3991         isl_dim *domain_dim;
3992
3993         map = isl_map_cow(map);
3994         if (!map)
3995                 return NULL;
3996
3997         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3998         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3999         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
4000         if (!map->dim)
4001                 goto error;
4002         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4003                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4004                 if (!map->p[i])
4005                         goto error;
4006         }
4007         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4008         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4009         return map;
4010 error:
4011         isl_map_free(map);
4012         return NULL;
4013 }
4014
4015 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4016 {
4017         int i;
4018         isl_dim *range_dim;
4019
4020         map = isl_map_cow(map);
4021         if (!map)
4022                 return NULL;
4023
4024         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4025         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4026         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4027         if (!map->dim)
4028                 goto error;
4029         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4030                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4031                 if (!map->p[i])
4032                         goto error;
4033         }
4034         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4035         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4036         return map;
4037 error:
4038         isl_map_free(map);
4039         return NULL;
4040 }
4041
4042 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4043 {
4044         int i;
4045         struct isl_map *map = NULL;
4046
4047         set = isl_set_cow(set);
4048         if (!set || !dim)
4049                 goto error;
4050         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4051         map = (struct isl_map *)set;
4052         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4053                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4054                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4055                 if (!map->p[i])
4056                         goto error;
4057         }
4058         isl_dim_free(map->dim);
4059         map->dim = dim;
4060         return map;
4061 error:
4062         isl_dim_free(dim);
4063         isl_set_free(set);
4064         return NULL;
4065 }
4066
4067 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4068         __isl_take isl_basic_set *bset)
4069 {
4070         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4071 }
4072
4073 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4074         __isl_take isl_basic_set *bset)
4075 {
4076         return (isl_basic_map *)bset;
4077 }
4078
4079 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4080 {
4081         return (struct isl_map *)set;
4082 }
4083
4084 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4085 {
4086         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4087 }
4088
4089 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4090         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4091 {
4092         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4093                                          isl_basic_map_from_range(range));
4094 }
4095
4096 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4097         __isl_take isl_set *range)
4098 {
4099         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4100                                    isl_map_from_range(range));
4101 }
4102
4103 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4104 {
4105         int i;
4106         struct isl_set *set = NULL;
4107
4108         if (!map)
4109                 return NULL;
4110         map = isl_map_cow(map);
4111         if (!map)
4112                 return NULL;
4113         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4114         if (!map->dim)
4115                 goto error;
4116         set = (struct isl_set *)map;
4117         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4118                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4119                 if (!set->p[i])
4120                         goto error;
4121         }
4122         return set;
4123 error:
4124         isl_map_free(map);
4125         return NULL;
4126 }
4127
4128 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4129 {
4130         struct isl_map *map;
4131
4132         if (!dim)
4133                 return NULL;
4134         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4135         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4136                         sizeof(struct isl_map) +
4137                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4138         if (!map)
4139                 goto error;
4140
4141         map->ctx = dim->ctx;
4142         isl_ctx_ref(map->ctx);
4143         map->ref = 1;
4144         map->size = n;
4145         map->n = 0;
4146         map->dim = dim;
4147         map->flags = flags;
4148         return map;
4149 error:
4150         isl_dim_free(dim);
4151         return NULL;
4152 }
4153
4154 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4155                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4156                 unsigned flags)
4157 {
4158         struct isl_map *map;
4159         struct isl_dim *dims;
4160
4161         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4162         if (!dims)
4163                 return NULL;
4164
4165         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4166         return map;
4167 }
4168
4169 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4170 {
4171         struct isl_basic_map *bmap;
4172         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4173         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4174         return bmap;
4175 }
4176
4177 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4178 {
4179         struct isl_basic_set *bset;
4180         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4181         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4182         return bset;
4183 }
4184
4185 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4186 {
4187         struct isl_basic_map *bmap;
4188         if (!model)
4189                 return NULL;
4190         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4191         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4192         return bmap;
4193 }
4194
4195 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4196 {
4197         struct isl_basic_map *bmap;
4198         if (!model)
4199                 return NULL;
4200         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4201         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4202         return bmap;
4203 }
4204
4205 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4206 {
4207         struct isl_basic_set *bset;
4208         if (!model)
4209                 return NULL;
4210         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4211         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4212         return bset;
4213 }
4214
4215 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4216 {
4217         struct isl_basic_map *bmap;
4218         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4219         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4220         return bmap;
4221 }
4222
4223 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4224 {
4225         struct isl_basic_set *bset;
4226         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4227         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4228         return bset;
4229 }
4230
4231 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4232 {
4233         int i;
4234         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4235         isl_basic_map *bmap;
4236
4237         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4238         for (i = 0; i < total; ++i) {
4239                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4240                 if (k < 0)
4241                         goto error;
4242                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4243                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4244         }
4245         return bmap;
4246 error:
4247         isl_basic_map_free(bmap);
4248         return NULL;
4249 }
4250
4251 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4252 {
4253         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4254 }
4255
4256 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4257 {
4258         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4259 }
4260
4261 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4262 {
4263         return isl_map_nat_universe(dim);
4264 }
4265
4266 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4267                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4268 {
4269         if (!model)
4270                 return NULL;
4271         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4272 }
4273
4274 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4275 {
4276         if (!model)
4277                 return NULL;
4278         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4279 }
4280
4281 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4282         __isl_keep isl_set *model)
4283 {
4284         if (!model)
4285                 return NULL;
4286         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4287 }
4288
4289 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4290 {
4291         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4292 }
4293
4294 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4295 {
4296         if (!model)
4297                 return NULL;
4298         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4299 }
4300
4301 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4302 {
4303         if (!model)
4304                 return NULL;
4305         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4306 }
4307
4308 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4309 {
4310         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4311 }
4312
4313 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4314 {
4315         if (!model)
4316                 return NULL;
4317         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4318 }
4319
4320 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4321 {
4322         struct isl_map *map;
4323         if (!dim)
4324                 return NULL;
4325         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4326         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4327         return map;
4328 }
4329
4330 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4331 {
4332         struct isl_set *set;
4333         if (!dim)
4334                 return NULL;
4335         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4336         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4337         return set;
4338 }
4339
4340 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4341 {
4342         if (!model)
4343                 return NULL;
4344         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4345 }
4346
4347 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4348 {
4349         int i;
4350         struct isl_map *dup;
4351
4352         if (!map)
4353                 return NULL;
4354         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4355         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4356                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4357         return dup;
4358 }
4359
4360 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4361                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4362 {
4363         if (!bmap || !map)
4364                 goto error;
4365         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4366                 isl_basic_map_free(bmap);
4367                 return map;
4368         }
4369         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4370         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4371         map->p[map->n] = bmap;
4372         map->n++;
4373         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4374         return map;
4375 error:
4376         if (map)
4377                 isl_map_free(map);
4378         if (bmap)
4379                 isl_basic_map_free(bmap);
4380         return NULL;
4381 }
4382
4383 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4384 {
4385         int i;
4386
4387         if (!map)
4388                 return;
4389
4390         if (--map->ref > 0)
4391                 return;
4392
4393         isl_ctx_deref(map->ctx);
4394         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4395                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4396         isl_dim_free(map->dim);
4397         free(map);
4398 }
4399
4400 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4401                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4402 {
4403         int i;
4404
4405         base = isl_map_cow(base);
4406         if (!base)
4407                 return NULL;
4408
4409         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4410         if (!base->dim)
4411                 goto error;
4412         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4413                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4414                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4415                 if (!base->p[i])
4416                         goto error;
4417         }
4418         return base;
4419 error:
4420         isl_map_free(base);
4421         return NULL;
4422 }
4423
4424 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4425                 unsigned nparam, unsigned dim)
4426 {
4427         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4428                                                         nparam, 0, dim);
4429 }
4430
4431 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4432         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4433 {
4434         int j;
4435
4436         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4437         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4438         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4439         if (j < 0)
4440                 goto error;
4441         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4442         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4443         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4444         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4445         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4446 error:
4447         isl_basic_map_free(bmap);
4448         return NULL;
4449 }
4450
4451 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4452         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4453 {
4454         int j;
4455
4456         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4457         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4458         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4459         if (j < 0)
4460                 goto error;
4461         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4462         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4463         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4464         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4465         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4466 error:
4467         isl_basic_map_free(bmap);
4468         return NULL;
4469 }
4470
4471 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4472                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4473 {
4474         if (!bmap)
4475                 return NULL;
4476         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4477         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4478                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4479 error:
4480         isl_basic_map_free(bmap);
4481         return NULL;
4482 }
4483
4484 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4485                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4486 {
4487         if (!bmap)
4488                 return NULL;
4489         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4490         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4491                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4492 error:
4493         isl_basic_map_free(bmap);
4494         return NULL;
4495 }
4496
4497 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4498                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4499 {
4500         return (struct isl_basic_set *)
4501                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4502                                         type, pos, value);
4503 }
4504
4505 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4506                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4507 {
4508         return (struct isl_basic_set *)
4509                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4510                                         type, pos, value);
4511 }
4512
4513 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4514                 unsigned input, int value)
4515 {
4516         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4517 }
4518
4519 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4520                 unsigned dim, int value)
4521 {
4522         return (struct isl_basic_set *)
4523                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4524                                         isl_dim_set, dim, value);
4525 }
4526
4527 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4528                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4529 {
4530         int i;
4531
4532         map = isl_map_cow(map);
4533         if (!map)
4534                 return NULL;
4535
4536         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4537         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4538                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4539                 if (!map->p[i])
4540                         goto error;
4541         }
4542         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4543         return map;
4544 error:
4545         isl_map_free(map);
4546         return NULL;
4547 }
4548
4549 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4550                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4551 {
4552         return (struct isl_set *)
4553                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4554 }
4555
4556 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4557                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4558 {
4559         int i;
4560
4561         map = isl_map_cow(map);
4562         if (!map)
4563                 return NULL;
4564
4565         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4567                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4568                 if (!map->p[i])
4569                         goto error;
4570         }
4571         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4572         return map;
4573 error:
4574         isl_map_free(map);
4575         return NULL;
4576 }
4577
4578 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4579                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4580 {
4581         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4582 }
4583
4584 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4585                 unsigned input, int value)
4586 {
4587         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4588 }
4589
4590 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4591 {
4592         return (struct isl_set *)
4593                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4594 }
4595
4596 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4597                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4598                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4599 {
4600         int j;
4601
4602         if (!bmap)
4603                 return NULL;
4604         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4605         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4606         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4607         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4608         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4609         if (j < 0)
4610                 goto error;
4611         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4612         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4613         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4614         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4615         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4616 error:
4617         isl_basic_map_free(bmap);
4618         return NULL;
4619 }
4620
4621 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4622         unsigned dim, isl_int value)
4623 {
4624         int j;
4625
4626         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4627         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4628         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4629         if (j < 0)
4630                 goto error;
4631         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4632         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4633         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4634         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4635         return isl_basic_set_finalize(bset);
4636 error:
4637         isl_basic_set_free(bset);
4638         return NULL;
4639 }
4640
4641 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4642                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4643 {
4644         int i;
4645
4646         map = isl_map_cow(map);
4647         if (!map)
4648                 return NULL;
4649
4650         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4651         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4652                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4653                                                          type, pos, value);
4654                 if (!map->p[i])
4655                         goto error;
4656         }
4657         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4658         return map;
4659 error:
4660         isl_map_free(map);
4661         return NULL;
4662 }
4663
4664 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4665                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4666 {
4667         return (struct isl_set *)
4668                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4669 }
4670
4671 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4672                                         isl_int value)
4673 {
4674         int i;
4675
4676         set = isl_set_cow(set);
4677         if (!set)
4678                 return NULL;
4679
4680         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4681         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4682                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4683                 if (!set->p[i])
4684                         goto error;
4685         }
4686         return set;
4687 error:
4688         isl_set_free(set);
4689         return NULL;
4690 }
4691
4692 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4693 {
4694         int i;
4695
4696         map = isl_map_cow(map);
4697         if (!map)
4698                 return NULL;
4699
4700         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4701         if (!map->dim)
4702                 goto error;
4703         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4704                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4705                 if (!map->p[i])
4706                         goto error;
4707         }
4708         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4709         return map;
4710 error:
4711         isl_map_free(map);
4712         return NULL;
4713 }
4714
4715 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4716                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4717                 struct isl_set **empty, int max)
4718 {
4719         if (!bmap)
4720                 goto error;
4721         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4722                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4723         else
4724                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4725 error:
4726         isl_basic_map_free(bmap);
4727         isl_basic_set_free(dom);
4728         if (empty)
4729                 *empty = NULL;
4730         return NULL;
4731 }
4732
4733 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4734                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4735                 struct isl_set **empty)
4736 {
4737         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4738 }
4739
4740 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4741                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4742                 struct isl_set **empty)
4743 {
4744         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4745 }
4746
4747 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4748                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4749                 struct isl_set **empty)
4750 {
4751         return (struct isl_set *)
4752                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4753                         dom, empty);
4754 }
4755
4756 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4757                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4758                 struct isl_set **empty)
4759 {
4760         return (struct isl_set *)
4761                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4762                         dom, empty);
4763 }
4764
4765 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4766  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4767  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4768  *
4769  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4770  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4771  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4772  * domain down into the parametric integer programming.
4773  */
4774 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4775                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4776                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4777 {
4778         int i;
4779         struct isl_map *res;
4780
4781         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4782         if (!dom)
4783                 goto error;
4784
4785         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4786                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4787                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4788                 isl_set_free(dom);
4789                 isl_basic_map_free(bmap);
4790                 return res;
4791         }
4792
4793         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4794                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4795
4796         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4797                 struct isl_map *res_i;
4798                 struct isl_set *empty_i;
4799
4800                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4801                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4802
4803                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4804                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4805         }
4806
4807         isl_set_free(dom);
4808         isl_basic_map_free(bmap);
4809         return res;
4810 error:
4811         *empty = NULL;
4812         isl_set_free(dom);
4813         isl_basic_map_free(bmap);
4814         return NULL;
4815 }
4816
4817 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4818  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4819  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4820  *
4821  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4822  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4823  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4824  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4825  * improve both "res" and "todo".
4826  *
4827  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4828  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4829  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4830  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4831  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4832  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4833  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4834  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4835  * for the ith basic map, i.e.,
4836  *
4837  *      todo^i = todo^k * todo_i
4838  *
4839  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4840  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4841  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4842  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4843  * the lexicographic order.)
4844  * In practice, we compute
4845  *
4846  *      res^k * (res_i . "<=")
4847  *
4848  * and
4849  *
4850  *      res_i * (res^k . "<")
4851  *
4852  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4853  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4854  * that one, i.e.,
4855  *
4856  *      res^k * todo_i
4857  * and
4858  *      res_i * todo^k
4859  *
4860  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4861  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4862  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4863  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4864  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4865  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4866  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4867  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4868  * the previous basic maps.
4869  */
4870 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4871                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4872                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4873 {
4874         int i;
4875         struct isl_map *res;
4876         struct isl_set *todo;
4877
4878         if (!map || !dom)
4879                 goto error;
4880
4881         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4882                 if (empty)
4883                         *empty = dom;
4884                 else
4885                         isl_set_free(dom);
4886                 return map;
4887         }
4888
4889         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4890                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4891
4892         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4893                 isl_map *lt, *le;
4894                 isl_map *res_i;
4895                 isl_set *todo_i;
4896                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4897
4898                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4899                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4900
4901                 if (max) {
4902                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4903                         le = isl_map_lex_le(dim);
4904                 } else {
4905                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4906                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4907                 }
4908                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4909                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4910                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4911                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4912
4913                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4914                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4915                                                         isl_set_copy(todo_i));
4916                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4917                                                         isl_set_copy(todo));
4918                 }
4919
4920                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4921                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4922                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4923
4924                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4925         }
4926
4927         isl_set_free(dom);
4928         isl_map_free(map);
4929
4930         if (empty)
4931                 *empty = todo;
4932         else
4933                 isl_set_free(todo);
4934
4935         return res;
4936 error:
4937         if (empty)
4938                 *empty = NULL;
4939         isl_set_free(dom);
4940         isl_map_free(map);
4941         return NULL;
4942 }
4943
4944 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4945                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4946                 __isl_give isl_set **empty)
4947 {
4948         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4949 }
4950
4951 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4952                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4953                 __isl_give isl_set **empty)
4954 {
4955         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4956 }
4957
4958 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4959                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4960                 __isl_give isl_set **empty)
4961 {
4962         return (struct isl_set *)
4963                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4964                         dom, empty);
4965 }
4966
4967 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4968                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4969                 __isl_give isl_set **empty)
4970 {
4971         return (struct isl_set *)
4972                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4973                         dom, empty);
4974 }
4975
4976 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4977 {
4978         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4979         struct isl_dim *dom_dim;
4980
4981         if (!bmap)
4982                 goto error;
4983         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4984         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4985         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4986 error:
4987         isl_basic_map_free(bmap);
4988         return NULL;
4989 }
4990
4991 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4992 {
4993         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4994 }
4995
4996 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4997 {
4998         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5002 {
5003         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5004 }
5005
5006 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5007 {
5008         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5009 }
5010
5011 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5012 {
5013         struct isl_set *dom = NULL;
5014         struct isl_dim *dom_dim;
5015
5016         if (!map)
5017                 goto error;
5018         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5019         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5020         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5021 error:
5022         isl_map_free(map);
5023         return NULL;
5024 }
5025
5026 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5027 {
5028         return isl_map_lexopt(map, 0);
5029 }
5030
5031 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5032 {
5033         return isl_map_lexopt(map, 1);
5034 }
5035
5036 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5037 {
5038         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5039 }
5040
5041 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5042 {
5043         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5044 }
5045
5046 /* Construct a map that equates the two given dimensions in the given space.
5047  */
5048 static __isl_give isl_map *equate(__isl_take isl_dim *dim,
5049         enum isl_dim_type src_type, int src_pos,
5050         enum isl_dim_type dst_type, int dst_pos)
5051 {
5052         isl_basic_map *bmap;
5053         int k;
5054
5055         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
5056         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5057         if (k < 0)
5058                 goto error;
5059         isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5060         src_pos += isl_basic_map_offset(bmap, src_type);
5061         dst_pos += isl_basic_map_offset(bmap, dst_type);
5062         isl_int_set_si(bmap->eq[k][src_pos], 1);
5063         isl_int_set_si(bmap->eq[k][dst_pos], -1);
5064
5065         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5066 error:
5067         isl_basic_map_free(bmap);
5068         return NULL;
5069 }
5070
5071 /* Extract the first and only affine expression from list
5072  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5073  * This domain is known to be disjoint from other domains
5074  * because of the way isl_basic_set_foreach_lexmax works.
5075  */
5076 static int update_dim_max(__isl_take isl_basic_set *dom,
5077         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5078 {
5079         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5080         isl_aff *aff;
5081         isl_pw_aff **pwaff = user;
5082         isl_pw_aff *pwaff_i;
5083
5084         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5085                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5086                         "expecting single element list", goto error);
5087
5088         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5089         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5090
5091         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5092
5093         isl_aff_list_free(list);
5094
5095         return 0;
5096 error:
5097         isl_basic_set_free(dom);
5098         isl_aff_list_free(list);
5099         return -1;
5100 }
5101
5102 /* Given a one-dimensional basic set, compute the maximum of that
5103  * dimension as an isl_pw_aff.
5104  *
5105  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_set_foreach_lexmax
5106  * call update_dim_max on each leaf of the result.
5107  */
5108 static __isl_give isl_pw_aff *basic_set_dim_max(__isl_keep isl_basic_set *bset)
5109 {
5110         isl_dim *dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
5111         isl_pw_aff *pwaff;
5112         int r;
5113
5114         dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5115         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5116
5117         r = isl_basic_set_foreach_lexmax(bset, &update_dim_max, &pwaff);
5118         if (r < 0)
5119                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5120
5121         return pwaff;
5122 }
5123
5124 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5125  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5126  *
5127  * We first project the set onto the given dimension and then compute
5128  * the "lexicographic" maximum in each basic set, combining the results
5129  * using isl_pw_aff_max.
5130  */
5131 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5132 {
5133         int i;
5134         isl_map *map;
5135         isl_pw_aff *pwaff;
5136
5137         map = isl_map_from_domain(set);
5138         map = isl_map_add_dims(map, isl_dim_out, 1);
5139         map = isl_map_intersect(map,
5140                 equate(isl_map_get_dim(map), isl_dim_in, pos,
5141                                              isl_dim_out, 0));
5142         set = isl_map_range(map);
5143         if (!set)
5144                 return NULL;
5145
5146         if (set->n == 0) {
5147                 isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5148                 dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5149                 isl_set_free(set);
5150                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5151         }
5152
5153         pwaff = basic_set_dim_max(set->p[0]);
5154         for (i = 1; i < set->n; ++i) {
5155                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5156
5157                 pwaff_i = basic_set_dim_max(set->p[i]);
5158                 pwaff = isl_pw_aff_max(pwaff, pwaff_i);
5159         }
5160
5161         isl_set_free(set);
5162
5163         return pwaff;
5164 }
5165
5166 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5167  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5168  */
5169 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5170         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5171 {
5172         unsigned nparam;
5173
5174         if (!bset || !mat)
5175                 goto error;
5176
5177         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5178         if (!bset->dim)
5179                 goto error;
5180
5181         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5182
5183         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5184
5185         bset->dim->nparam = 0;
5186         bset->dim->n_out = nparam;
5187         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5188         if (bset) {
5189                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5190                 bset->dim->n_out = 0;
5191         }
5192         return bset;
5193 error:
5194         isl_mat_free(mat);
5195         isl_basic_set_free(bset);
5196         return NULL;
5197 }
5198
5199 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5200  * set is assumed to have only parameters and divs.
5201  */
5202 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5203         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5204 {
5205         struct isl_dim *dim = NULL;
5206         unsigned nparam;
5207
5208         if (!set || !mat)
5209                 goto error;
5210
5211         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5212         dim = isl_dim_cow(dim);
5213         if (!dim)
5214                 goto error;
5215
5216         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5217
5218         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5219
5220         dim->nparam = 0;
5221         dim->n_out = nparam;
5222         isl_set_reset_dim(set, dim);
5223         set = isl_set_preimage(set, mat);
5224         if (!set)
5225                 goto error2;
5226         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5227         dim = isl_dim_cow(dim);
5228         if (!dim)
5229                 goto error2;
5230         dim->nparam = dim->n_out;
5231         dim->n_out = 0;
5232         isl_set_reset_dim(set, dim);
5233         return set;
5234 error:
5235         isl_dim_free(dim);
5236         isl_mat_free(mat);
5237 error2:
5238         isl_set_free(set);
5239         return NULL;
5240 }
5241
5242 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5243  * equalities in "eq".
5244  */
5245 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5246         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5247 {
5248         int i, k;
5249         unsigned len;
5250
5251         if (!bset || !eq)
5252                 goto error;
5253
5254         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5255                                         eq->n_row, 0);
5256         if (!bset)
5257                 goto error;
5258
5259         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5260         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5261                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5262                 if (k < 0)
5263                         goto error;
5264                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5265                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5266         }
5267         isl_mat_free(eq);
5268
5269         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5270         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5271
5272         return bset;
5273 error:
5274         isl_mat_free(eq);
5275         isl_basic_set_free(bset);
5276         return NULL;
5277 }
5278
5279 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5280  * equalities in "eq".
5281  */
5282 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5283         struct isl_mat *eq)
5284 {
5285         int i;
5286
5287         if (!set || !eq)
5288                 goto error;
5289
5290         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5291                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5292                                         isl_mat_copy(eq));
5293                 if (!set->p[i])
5294                         goto error;
5295         }
5296         isl_mat_free(eq);
5297         return set;
5298 error:
5299         isl_mat_free(eq);
5300         isl_set_free(set);
5301         return NULL;
5302 }
5303
5304 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5305  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5306  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5307  * The output has the same parameters, but only
5308  * explicit existentially quantified variables.
5309  *
5310  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5311  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5312  * among the parameters by performing a variable compression on
5313  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5314  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5315  */
5316 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5317 {
5318         int i, j;
5319         struct isl_mat *eq;
5320         struct isl_mat *T, *T2;
5321         struct isl_set *set;
5322         unsigned nparam, n_div;
5323
5324         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5325         if (!bset)
5326                 return NULL;
5327
5328         if (bset->n_eq == 0)
5329                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5330
5331         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5332
5333         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5334         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5335
5336         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5337                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5338                         ++i;
5339         }
5340         if (i == bset->n_eq)
5341                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5342
5343         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5344                 0, 1 + nparam);
5345         eq = isl_mat_cow(eq);
5346         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5347         if (T && T->n_col == 0) {
5348                 isl_mat_free(T);
5349                 isl_mat_free(T2);
5350                 isl_mat_free(eq);
5351                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5352                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5353         }
5354         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5355
5356         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5357         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5358         set = set_append_equalities(set, eq);
5359         return set;
5360 }
5361
5362 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5363  * quantified variables.
5364  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5365  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5366  * no input or output dimensions and the dimension specification
5367  * is reset to that of the input.
5368  */
5369 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5370 {
5371         struct isl_basic_set *bset;
5372         struct isl_set *set;
5373         struct isl_map *map;
5374         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5375         unsigned         nparam;
5376         unsigned         n_in;
5377         unsigned         n_out;
5378
5379         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5380         if (!bmap)
5381                 return NULL;
5382
5383         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5384         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5385         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5386         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5387         if (!dim)
5388                 goto error;
5389
5390         orig_dim = bmap->dim;
5391         bmap->dim = dim;
5392         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5393
5394         set = parameter_compute_divs(bset);
5395         map = (struct isl_map *)set;
5396         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5397
5398         return map;
5399 error:
5400         isl_basic_map_free(bmap);
5401         return NULL;
5402 }
5403
5404 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5405 {
5406         int i;
5407         unsigned off;
5408
5409         if (!bmap)
5410                 return -1;
5411
5412         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5413         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5414                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5415                         return 0;
5416                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5417                                 return -1);
5418         }
5419         return 1;
5420 }
5421
5422 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5423 {
5424         int i;
5425
5426         if (!map)
5427                 return -1;
5428
5429         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5430                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5431                 if (known <= 0)
5432                         return known;
5433         }
5434
5435         return 1;
5436 }
5437
5438 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5439  * expressions for them.  However, this computation may be
5440  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5441  * strictly needed.
5442  */
5443 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5444 {
5445         int known;
5446         struct isl_map *map;
5447
5448         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5449         if (known < 0)
5450                 goto error;
5451         if (known)
5452                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5453
5454         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5455
5456         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5457         if (known < 0)
5458                 goto error;
5459         if (known)
5460                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5461
5462         map = compute_divs(bmap);
5463         return map;
5464 error:
5465         isl_basic_map_free(bmap);
5466         return NULL;
5467 }
5468
5469 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5470 {
5471         int i;
5472         int known;
5473         struct isl_map *res;
5474
5475         if (!map)
5476                 return NULL;
5477         if (map->n == 0)
5478                 return map;
5479
5480         known = map_divs_known(map);
5481         if (known < 0) {
5482                 isl_map_free(map);
5483                 return NULL;
5484         }
5485         if (known)
5486                 return map;
5487
5488         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5489         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5490                 struct isl_map *r2;
5491                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5492                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5493                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5494                 else
5495                         res = isl_map_union(res, r2);
5496         }
5497         isl_map_free(map);
5498
5499         return res;
5500 }
5501
5502 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5503 {
5504         return (struct isl_set *)
5505                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5506 }
5507
5508 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5509 {
5510         return (struct isl_set *)
5511                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5512 }
5513
5514 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5515 {
5516         int i;
5517         struct isl_set *set;
5518
5519         if (!map)
5520                 goto error;
5521
5522         map = isl_map_cow(map);
5523         if (!map)
5524                 return NULL;
5525
5526         set = (struct isl_set *)map;
5527         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5528         if (!set->dim)
5529                 goto error;
5530         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5531                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5532                 if (!set->p[i])
5533                         goto error;
5534         }
5535         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5536         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5537         return set;
5538 error:
5539         isl_map_free(map);
5540         return NULL;
5541 }
5542
5543 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5544                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5545 {
5546         int i;
5547         unsigned flags = 0;
5548         struct isl_map *map = NULL;
5549
5550         if (!map1 || !map2)
5551                 goto error;
5552
5553         if (map1->n == 0) {
5554                 isl_map_free(map1);
5555                 return map2;
5556         }
5557         if (map2->n == 0) {
5558                 isl_map_free(map2);
5559                 return map1;
5560         }
5561
5562         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5563
5564         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5565             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5566                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5567
5568         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5569                                 map1->n + map2->n, flags);
5570         if (!map)
5571                 goto error;
5572         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5573                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5574                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5575                 if (!map)
5576                         goto error;
5577         }
5578         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5579                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5580                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5581                 if (!map)
5582                         goto error;
5583         }
5584         isl_map_free(map1);
5585         isl_map_free(map2);
5586         return map;
5587 error:
5588         isl_map_free(map);
5589         isl_map_free(map1);
5590         isl_map_free(map2);
5591         return NULL;
5592 }
5593
5594 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5595 {
5596         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5597         if (!map1)
5598                 return NULL;
5599         if (map1->n > 1)
5600                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5601         return map1;
5602 }
5603
5604 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5605                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5606 {
5607         return (struct isl_set *)
5608                 isl_map_union_disjoint(
5609                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5610 }
5611
5612 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5613 {
5614         return (struct isl_set *)
5615                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5616 }
5617
5618 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5619                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5620 {
5621         unsigned flags = 0;
5622         struct isl_map *result;
5623         int i, j;
5624
5625         if (!map || !set)
5626                 goto error;
5627
5628         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5629                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5630                         "parameters don't match", goto error);
5631
5632         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5633             !isl_map_compatible_range(map, set))
5634                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5635                         "incompatible spaces", goto error);
5636
5637         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5638                 isl_set_free(set);
5639                 return map;
5640         }
5641
5642         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5643             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5644                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5645
5646         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5647                                         map->n * set->n, flags);
5648         if (!result)
5649                 goto error;
5650         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5651                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5652                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5653                             isl_basic_map_intersect_range(
5654                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5655                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5656                         if (!result)
5657                                 goto error;
5658                 }
5659         isl_map_free(map);
5660         isl_set_free(set);
5661         return result;
5662 error:
5663         isl_map_free(map);
5664         isl_set_free(set);
5665         return NULL;
5666 }
5667
5668 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5669                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5670 {
5671         return isl_map_reverse(
5672                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5673 }
5674
5675 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5676                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5677 {
5678         if (!map1 || !map2)
5679                 goto error;
5680         map1 = isl_map_reverse(map1);
5681         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5682         return isl_map_reverse(map1);
5683 error:
5684         isl_map_free(map1);
5685         isl_map_free(map2);
5686         return NULL;
5687 }
5688
5689 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5690                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5691 {
5692         struct isl_dim *dim_result;
5693         struct isl_map *result;
5694         int i, j;
5695
5696         if (!map1 || !map2)
5697                 goto error;
5698
5699         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5700                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5701
5702         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5703         if (!result)
5704                 goto error;
5705         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5706                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5707                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5708                             isl_basic_map_apply_range(
5709                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5710                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5711                         if (!result)
5712                                 goto error;
5713                 }
5714         isl_map_free(map1);
5715         isl_map_free(map2);
5716         if (result && result->n <= 1)
5717                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5718         return result;
5719 error:
5720         isl_map_free(map1);
5721         isl_map_free(map2);
5722         return NULL;
5723 }
5724
5725 /*
5726  * returns range - domain
5727  */
5728 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5729 {
5730         isl_dim *dims, *target_dim;
5731         struct isl_basic_set *bset;
5732         unsigned dim;
5733         unsigned nparam;
5734         int i;
5735
5736         if (!bmap)
5737                 goto error;
5738         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5739                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5740                    goto error);
5741         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5742         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5743         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5744         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5745         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5746         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5747         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5748         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5749         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5750         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5751                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5752                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5753                 if (j < 0)
5754                         goto error;
5755                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5756                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5757                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5758                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5759         }
5760         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5761         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5762         return bset;
5763 error:
5764         isl_basic_map_free(bmap);
5765         return NULL;
5766 }
5767
5768 /*
5769  * returns range - domain
5770  */
5771 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5772 {
5773         int i;
5774         isl_dim *dim;
5775         struct isl_set *result;
5776
5777         if (!map)
5778                 return NULL;
5779
5780         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5781                                                  map->dim, isl_dim_out),
5782                    goto error);
5783         dim = isl_map_get_dim(map);
5784         dim = isl_dim_domain(dim);
5785         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5786         if (!result)
5787                 goto error;
5788         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5789                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5790                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5791         isl_map_free(map);
5792         return result;
5793 error:
5794         isl_map_free(map);
5795         return NULL;
5796 }
5797
5798 /*
5799  * returns [domain -> range] -> range - domain
5800  */
5801 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5802         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5803 {
5804         int i, k;
5805         isl_dim *dim;
5806         isl_basic_map *domain;
5807         int nparam, n;
5808         unsigned total;
5809
5810         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5811                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5812                         "domain and range don't match", goto error);
5813
5814         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5815         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5816
5817         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5818         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5819
5820         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5821         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5822         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5823
5824         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5825
5826         for (i = 0; i < n; ++i) {
5827                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5828                 if (k < 0)
5829                         goto error;
5830                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5831                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5832                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5833                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5834         }
5835
5836         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5837         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5838 error:
5839         isl_basic_map_free(bmap);
5840         return NULL;
5841 }
5842
5843 /*
5844  * returns [domain -> range] -> range - domain
5845  */
5846 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5847 {
5848         int i;
5849         isl_dim *domain_dim;
5850
5851         if (!map)
5852                 return NULL;
5853
5854         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5855                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5856                         "domain and range don't match", goto error);
5857
5858         map = isl_map_cow(map);
5859         if (!map)
5860                 return NULL;
5861
5862         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5863         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5864         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5865         if (!map->dim)
5866                 goto error;
5867         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5868                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5869                 if (!map->p[i])
5870                         goto error;
5871         }
5872         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5873         return map;
5874 error:
5875         isl_map_free(map);
5876         return NULL;
5877 }
5878
5879 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5880 {
5881         struct isl_basic_map *bmap;
5882         unsigned nparam;
5883         unsigned dim;
5884         int i;
5885
5886         if (!dims)
5887                 return NULL;
5888
5889         nparam = dims->nparam;
5890         dim = dims->n_out;
5891         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5892         if (!bmap)
5893                 goto error;
5894
5895         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5896                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5897                 if (j < 0)
5898                         goto error;
5899                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5900                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5901                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5902         }
5903         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5904 error:
5905         isl_basic_map_free(bmap);
5906         return NULL;
5907 }
5908
5909 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5910 {
5911         if (!dim)
5912                 return NULL;
5913         if (dim->n_in != dim->n_out)
5914                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5915                         "number of input and output dimensions needs to be "
5916                         "the same", goto error);
5917         return basic_map_identity(dim);
5918 error:
5919         isl_dim_free(dim);
5920         return NULL;
5921 }
5922
5923 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5924 {
5925         if (!model || !model->dim)
5926                 return NULL;
5927         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5928 }
5929
5930 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5931 {
5932         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5933 }
5934
5935 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5936 {
5937         if (!model || !model->dim)
5938                 return NULL;
5939         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5940 }
5941
5942 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5943 {
5944         if (!model || !model->dim)
5945                 return NULL;
5946         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5947 }
5948
5949 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5950 {
5951         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5952         isl_map *id;
5953         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5954         return isl_map_intersect_range(id, set);
5955 }
5956
5957 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5958  * values.
5959  */
5960 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5961 {
5962         int i;
5963         unsigned nparam;
5964         unsigned dim;
5965         struct isl_basic_set *bset;
5966
5967         if (!dims)
5968                 return NULL;
5969         nparam = dims->nparam;
5970         dim = dims->n_out;
5971         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5972         if (!bset)
5973                 return NULL;
5974         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5975                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5976                 if (k < 0)
5977                         goto error;
5978                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5979                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5980         }
5981         return bset;
5982 error:
5983         isl_basic_set_free(bset);
5984         return NULL;
5985 }
5986
5987 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5988  */
5989 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5990         int pos)
5991 {
5992         int k;
5993         isl_basic_set *nonneg;
5994
5995         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5996         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5997         if (k < 0)
5998                 goto error;
5999         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6000         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6001
6002         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6003 error:
6004         isl_basic_set_free(nonneg);
6005         return NULL;
6006 }
6007
6008 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6009  */
6010 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
6011 {
6012         int k;
6013         isl_basic_set *neg;
6014
6015         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
6016         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6017         if (k < 0)
6018                 goto error;
6019         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6020         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6021         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6022
6023         return isl_basic_set_finalize(neg);
6024 error:
6025         isl_basic_set_free(neg);
6026         return NULL;
6027 }
6028
6029 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6030         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6031 {
6032         int i;
6033         isl_basic_set *nonneg;
6034         isl_basic_set *neg;
6035
6036         if (!set)
6037                 return NULL;
6038         if (n == 0)
6039                 return set;
6040
6041         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6042
6043         for (i = 0; i < n; ++i) {
6044                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6045                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6046                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6047                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6048
6049                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6050         }
6051
6052         return set;
6053 error:
6054         isl_set_free(set);
6055         return NULL;
6056 }
6057
6058 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6059         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6060         void *user)
6061 {
6062         isl_set *half;
6063
6064         if (!set)
6065                 return -1;
6066         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6067                 isl_set_free(set);
6068                 return 0;
6069         }
6070         if (first == len)
6071                 return fn(set, signs, user);
6072
6073         signs[first] = 1;
6074         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6075                                                         1 + first));
6076         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6077         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6078                 goto error;
6079
6080         signs[first] = -1;
6081         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6082                                                         1 + first));
6083         half = isl_set_intersect(half, set);
6084         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6085 error:
6086         isl_set_free(set);
6087         return -1;
6088 }
6089
6090 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6091  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6092  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6093  * to the sign of the corresponding variable.
6094  */
6095 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6096         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6097         void *user)
6098 {
6099         unsigned nparam;
6100         unsigned nvar;
6101         int *signs;
6102         int r;
6103
6104         if (!set)
6105                 return -1;
6106         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6107                 return 0;
6108
6109         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6110         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6111
6112         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6113
6114         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6115                             fn, user);
6116
6117         free(signs);
6118
6119         return r;
6120 }
6121
6122 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6123 {
6124         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6125 }
6126
6127 int isl_basic_map_is_subset(
6128                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6129 {
6130         int is_subset;
6131         struct isl_map *map1;
6132         struct isl_map *map2;
6133
6134         if (!bmap1 || !bmap2)
6135                 return -1;
6136
6137         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6138         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6139
6140         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6141
6142         isl_map_free(map1);
6143         isl_map_free(map2);
6144
6145         return is_subset;
6146 }
6147
6148 int isl_basic_map_is_equal(
6149                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6150 {
6151         int is_subset;
6152
6153         if (!bmap1 || !bmap2)
6154                 return -1;
6155         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6156         if (is_subset != 1)
6157                 return is_subset;
6158         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6159         return is_subset;
6160 }
6161
6162 int isl_basic_set_is_equal(
6163                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6164 {
6165         return isl_basic_map_is_equal(
6166                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6167 }
6168
6169 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6170 {
6171         int i;
6172         int is_empty;
6173
6174         if (!map)
6175                 return -1;
6176         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6177                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6178                 if (is_empty < 0)
6179                         return -1;
6180                 if (!is_empty)
6181                         return 0;
6182         }
6183         return 1;
6184 }
6185
6186 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6187 {
6188         return map ? map->n == 0 : -1;
6189 }
6190
6191 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6192 {
6193         return isl_map_plain_is_empty(map);
6194 }
6195
6196 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6197 {
6198         return set ? set->n == 0 : -1;
6199 }
6200
6201 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6202 {
6203         return isl_set_plain_is_empty(set);
6204 }
6205
6206 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6207 {
6208         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6209 }
6210
6211 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6212 {
6213         if (!map1 || !map2)
6214                 return -1;
6215
6216         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6217 }
6218
6219 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6220 {
6221         if (!set1 || !set2)
6222                 return -1;
6223
6224         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6225 }
6226
6227 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6228 {
6229         int is_subset;
6230
6231         if (!map1 || !map2)
6232                 return -1;
6233         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6234         if (is_subset != 1)
6235                 return is_subset;
6236         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6237         return is_subset;
6238 }
6239
6240 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6241                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6242 {
6243         int is_subset;
6244
6245         if (!bmap1 || !bmap2)
6246                 return -1;
6247         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6248         if (is_subset != 1)
6249                 return is_subset;
6250         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6251         if (is_subset == -1)
6252                 return is_subset;
6253         return !is_subset;
6254 }
6255
6256 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6257 {
6258         int is_subset;
6259
6260         if (!map1 || !map2)
6261                 return -1;
6262         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6263         if (is_subset != 1)
6264                 return is_subset;
6265         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6266         if (is_subset == -1)
6267                 return is_subset;
6268         return !is_subset;
6269 }
6270
6271 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6272 {
6273         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6274 }
6275
6276 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6277 {
6278         if (!bmap)
6279                 return -1;
6280         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6281 }
6282
6283 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6284 {
6285         if (!bset)
6286                 return -1;
6287         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6288 }
6289
6290 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6291 {
6292         int i;
6293
6294         if (!map)
6295                 return -1;
6296
6297         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6298                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6299                 if (r < 0 || r)
6300                         return r;
6301         }
6302
6303         return 0;
6304 }
6305
6306 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6307 {
6308         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6309 }
6310
6311 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6312 {
6313         return isl_set_plain_is_universe(set);
6314 }
6315
6316 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6317 {
6318         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6319         struct isl_vec *sample = NULL;
6320         int empty;
6321         unsigned total;
6322
6323         if (!bmap)
6324                 return -1;
6325
6326         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6327                 return 1;
6328
6329         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6330                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6331                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6332                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6333                 isl_basic_map_free(copy);
6334                 return empty;
6335         }
6336
6337         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6338         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6339                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6340                 if (contains < 0)
6341                         return -1;
6342                 if (contains)
6343                         return 0;
6344         }
6345         isl_vec_free(bmap->sample);
6346         bmap->sample = NULL;
6347         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6348         if (!bset)
6349                 return -1;
6350         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6351         if (!sample)
6352                 return -1;
6353         empty = sample->size == 0;
6354         isl_vec_free(bmap->sample);
6355         bmap->sample = sample;
6356         if (empty)
6357                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6358
6359         return empty;
6360 }
6361
6362 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6363 {
6364         if (!bmap)
6365                 return -1;
6366         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6367 }
6368
6369 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6370 {
6371         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6372 }
6373
6374 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6375 {
6376         if (!bset)
6377                 return -1;
6378         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6379 }
6380
6381 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6382 {
6383         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6384 }
6385
6386 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6387 {
6388         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6389 }
6390
6391 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6392         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6393 {
6394         struct isl_map *map;
6395         if (!bmap1 || !bmap2)
6396                 return NULL;
6397
6398         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6399
6400         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6401         if (!map)
6402                 goto error;
6403         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6404         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6405         return map;
6406 error:
6407         isl_basic_map_free(bmap1);
6408         isl_basic_map_free(bmap2);
6409         return NULL;
6410 }
6411
6412 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6413                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6414 {
6415         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6416                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6417                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6418 }
6419
6420 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6421 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6422 {
6423         int i;
6424         unsigned off;
6425
6426         if (!bmap)
6427                 return NULL;
6428
6429         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6430
6431         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6432                 int pos;
6433                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6434                         continue;
6435                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6436                                                             bmap->n_div-i);
6437                 if (pos == -1)
6438                         continue;
6439                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6440                 --i;
6441         }
6442         return bmap;
6443 }
6444
6445 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6446 {
6447         return (struct isl_basic_set *)
6448                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6449 }
6450
6451 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6452 {
6453         int i;
6454
6455         if (!map)
6456                 return 0;
6457
6458         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6459                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6460                 if (!map->p[i])
6461                         goto error;
6462         }
6463
6464         return map;
6465 error:
6466         isl_map_free(map);
6467         return NULL;
6468 }
6469
6470 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6471  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6472  * list of divs is given by "div".
6473  */
6474 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6475         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6476 {
6477         int i, j;
6478         int n_div;
6479
6480         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6481         if (!bset || !div)
6482                 goto error;
6483
6484         if (div->n_row < bset->n_div)
6485                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6486                         "not an expansion", goto error);
6487
6488         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6489                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6490                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6491
6492         n_div = bset->n_div;
6493         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6494                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6495                         goto error;
6496
6497         j = n_div - 1;
6498         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6499                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6500                         if (i != j)
6501                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6502                         j--;
6503                 } else {
6504                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6505                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6506                                 goto error;
6507                 }
6508         }
6509
6510         isl_mat_free(div);
6511         return bset;
6512 error:
6513         isl_basic_set_free(bset);
6514         isl_mat_free(div);
6515         return NULL;
6516 }
6517
6518 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6519  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6520  *
6521  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6522  * of the corresponding div in dst otherwise.
6523  */
6524 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6525                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6526 {
6527         int i;
6528
6529         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6530
6531         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6532         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6533                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6534                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6535                                                 dst->n_div - div) == -1)
6536                         return i;
6537         return -1;
6538 }
6539
6540 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6541                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6542 {
6543         int i;
6544         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6545
6546         if (!dst || !src)
6547                 goto error;
6548
6549         if (src->n_div == 0)
6550                 return dst;
6551
6552         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6553                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6554
6555         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6556         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6557         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6558                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6559         if (!dst)
6560                 return NULL;
6561         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6562                 int j = find_div(dst, src, i);
6563                 if (j < 0) {
6564                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6565                         if (j < 0)
6566                                 goto error;
6567                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6568                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6569                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6570                                 goto error;
6571                 }
6572                 if (j != i)
6573                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6574         }
6575         return dst;
6576 error:
6577         isl_basic_map_free(dst);
6578         return NULL;
6579 }
6580
6581 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6582                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6583 {
6584         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6585                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6586 }
6587
6588 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6589 {
6590         int i;
6591
6592         if (!map)
6593                 return NULL;
6594         if (map->n == 0)
6595                 return map;
6596         map = isl_map_compute_divs(map);
6597         map = isl_map_cow(map);
6598         if (!map)
6599                 return NULL;
6600
6601         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6602                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6603         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6604                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6605
6606         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6607         return map;
6608 }
6609
6610 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6611 {
6612         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6613 }
6614
6615 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6616 {
6617         if (!set || !map)
6618                 goto error;
6619         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6620         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6621         set = isl_map_range(map);
6622         return set;
6623 error:
6624         isl_set_free(set);
6625         isl_map_free(map);
6626         return NULL;
6627 }
6628
6629 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6630  * the meaning of the set.
6631  */
6632 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6633 {
6634         int i;
6635
6636         if (!map)
6637                 return NULL;
6638
6639         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6640                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6641                         continue;
6642                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6643                 if (i != map->n-1) {
6644                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6645                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6646                 }
6647                 map->n--;
6648         }
6649
6650         return map;
6651 }
6652
6653 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6654 {
6655         return (struct isl_set *)
6656                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6657 }
6658
6659 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6660 {
6661         struct isl_basic_map *bmap;
6662         if (!map || map->n == 0)
6663                 return NULL;
6664         bmap = map->p[map->n-1];
6665         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6666         return isl_basic_map_copy(bmap);
6667 }
6668
6669 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6670 {
6671         return (struct isl_basic_set *)
6672                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6673 }
6674
6675 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6676                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6677 {
6678         int i;
6679
6680         if (!map || !bmap)
6681                 goto error;
6682         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6683                 if (map->p[i] != bmap)
6684                         continue;
6685                 map = isl_map_cow(map);
6686                 if (!map)
6687                         goto error;
6688                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6689                 if (i != map->n-1) {
6690                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6691                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6692                 }
6693                 map->n--;
6694                 return map;
6695         }
6696         return map;
6697 error:
6698         isl_map_free(map);
6699         return NULL;
6700 }
6701
6702 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6703                                                 struct isl_basic_set *bset)
6704 {
6705         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6706                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6707 }
6708
6709 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6710  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6711  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6712  */
6713 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6714         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6715         int pos, isl_int *opt)
6716 {
6717         struct isl_dim *dims;
6718         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6719         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6720         struct isl_ctx *ctx;
6721         struct isl_vec *obj;
6722         unsigned total;
6723         unsigned nparam;
6724         unsigned dim1, dim2;
6725         enum isl_lp_result res;
6726
6727         if (!bset1 || !bset2)
6728                 return isl_lp_error;
6729
6730         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6731         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6732         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6733         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6734         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6735         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6736         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6737         if (!bmap1 || !bmap2)
6738                 goto error;
6739         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6740         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6741                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6742                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6743         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6744         if (!bmap1)
6745                 goto error;
6746         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6747         ctx = bmap1->ctx;
6748         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6749         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6750         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6751         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6752         if (!obj)
6753                 goto error;
6754         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6755                                         opt, NULL, NULL);
6756         isl_basic_map_free(bmap1);
6757         isl_vec_free(obj);
6758         return res;
6759 error:
6760         isl_basic_map_free(bmap1);
6761         isl_basic_map_free(bmap2);
6762         return isl_lp_error;
6763 }
6764
6765 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6766  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6767  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6768  * smaller or larger than those in bset2.
6769  *
6770  * Returns
6771  *       1 if bset1 follows bset2
6772  *      -1 if bset1 precedes bset2
6773  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6774  *      -2 if some error occurred.
6775  */
6776 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6777         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6778 {
6779         isl_int opt;
6780         enum isl_lp_result res;
6781         int cmp;
6782
6783         isl_int_init(opt);
6784
6785         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6786
6787         if (res == isl_lp_empty)
6788                 cmp = 0;
6789         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6790                   res == isl_lp_unbounded)
6791                 cmp = 1;
6792         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6793                 cmp = -1;
6794         else
6795                 cmp = -2;
6796
6797         isl_int_clear(opt);
6798         return cmp;
6799 }
6800
6801 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6802  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6803  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6804  * than a value of the same dimension in bset2.
6805  *
6806  * Return
6807  *       1 if there exists such a pair
6808  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6809  *      -1 otherwise
6810  *      -2 if some error occurred.
6811  */
6812 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6813         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6814 {
6815         isl_int opt;
6816         enum isl_lp_result res;
6817         int cmp;
6818
6819         isl_int_init(opt);
6820
6821         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6822
6823         if (res == isl_lp_empty)
6824                 cmp = -1;
6825         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6826                   res == isl_lp_unbounded)
6827                 cmp = 1;
6828         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6829                 cmp = -1;
6830         else if (res == isl_lp_ok)
6831                 cmp = 0;
6832         else
6833                 cmp = -2;
6834
6835         isl_int_clear(opt);
6836         return cmp;
6837 }
6838
6839 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6840  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6841  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6842  * than a value of the same dimension in set2.
6843  *
6844  * Return
6845  *       1 if there exists such a pair
6846  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6847  *      -1 otherwise
6848  *      -2 if some error occurred.
6849  */
6850 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6851         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6852 {
6853         int i, j;
6854         int follows = -1;
6855
6856         if (!set1 || !set2)
6857                 return -2;
6858
6859         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6860                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6861                         int f;
6862                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6863                         if (f == 1 || f == -2)
6864                                 return f;
6865                         if (f > follows)
6866                                 follows = f;
6867                 }
6868
6869         return follows;
6870 }
6871
6872 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6873         unsigned pos, isl_int *val)
6874 {
6875         int i;
6876         int d;
6877         unsigned total;
6878
6879         if (!bmap)
6880                 return -1;
6881         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6882         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6883                 for (; d+1 > pos; --d)
6884                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6885                                 break;
6886                 if (d != pos)
6887                         continue;
6888                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6889                         return 0;
6890                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6891                         return 0;
6892                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6893                         return 0;
6894                 if (val)
6895                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6896                 return 1;
6897         }
6898         return 0;
6899 }
6900
6901 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6902         unsigned pos, isl_int *val)
6903 {
6904         int i;
6905         isl_int v;
6906         isl_int tmp;
6907         int fixed;
6908
6909         if (!map)
6910                 return -1;
6911         if (map->n == 0)
6912                 return 0;
6913         if (map->n == 1)
6914                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6915         isl_int_init(v);
6916         isl_int_init(tmp);
6917         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6918         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6919                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6920                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6921                         fixed = 0;
6922         }
6923         if (val)
6924                 isl_int_set(*val, v);
6925         isl_int_clear(tmp);
6926         isl_int_clear(v);
6927         return fixed;
6928 }
6929
6930 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6931         unsigned pos, isl_int *val)
6932 {
6933         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6934                                                 pos, val);
6935 }
6936
6937 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6938         isl_int *val)
6939 {
6940         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6941 }
6942
6943 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6944         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6945 {
6946         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6947                 return -1;
6948         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6949                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6950 }
6951
6952 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6953         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6954 {
6955         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6956                 return -1;
6957         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6958                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6959 }
6960
6961 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6962         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6963 {
6964         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6965 }
6966
6967 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6968  * then return this fixed value in *val.
6969  */
6970 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6971         unsigned dim, isl_int *val)
6972 {
6973         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
6974                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6975 }
6976
6977 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6978  * then return this fixed value in *val.
6979  */
6980 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6981         unsigned dim, isl_int *val)
6982 {
6983         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6984 }
6985
6986 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6987         unsigned dim, isl_int *val)
6988 {
6989         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
6990 }
6991
6992 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6993  * then return this fixed value in *val.
6994  */
6995 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6996         unsigned in, isl_int *val)
6997 {
6998         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
6999 }
7000
7001 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7002  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7003  */
7004 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7005         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7006 {
7007         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7008         isl_int *c;
7009         unsigned total;
7010         unsigned nparam;
7011
7012         if (!bset)
7013                 return -1;
7014         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7015         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7016         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7017                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7018                         continue;
7019                 if (i_eq != -1)
7020                         return 0;
7021                 i_eq = i;
7022         }
7023         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7024                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7025                         continue;
7026                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7027                         return 0;
7028                 i_ineq = i;
7029         }
7030         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7031                 return 0;
7032         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7033         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7034         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7035                 return 0;
7036         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7037                 return 0;
7038         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7039                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7040                 return 0;
7041         if (val)
7042                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7043         return 1;
7044 }
7045
7046 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7047         unsigned dim, isl_int *val)
7048 {
7049         int i;
7050         isl_int v;
7051         isl_int tmp;
7052         int fixed;
7053
7054         if (!set)
7055                 return -1;
7056         if (set->n == 0)
7057                 return 0;
7058         if (set->n == 1)
7059                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7060                                                                 dim, val);
7061         isl_int_init(v);
7062         isl_int_init(tmp);
7063         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7064                                                                 dim, &v);
7065         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7066                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7067                                                                 dim, &tmp);
7068                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7069                         fixed = 0;
7070         }
7071         if (val)
7072                 isl_int_set(*val, v);
7073         isl_int_clear(tmp);
7074         isl_int_clear(v);
7075         return fixed;
7076 }
7077
7078 struct constraint {
7079         unsigned        size;
7080         isl_int         *c;
7081 };
7082
7083 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7084  * variables sorting first.
7085  */
7086 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7087 {
7088         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7089         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7090         int l1, l2;
7091         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7092
7093         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7094         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7095
7096         if (l1 != l2)
7097                 return l1 - l2;
7098
7099         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7100 }
7101
7102 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7103         struct isl_basic_map *bmap)
7104 {
7105         int i;
7106         struct constraint *c;
7107         unsigned total;
7108
7109         if (!bmap)
7110                 return NULL;
7111         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7112         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7113         if (!c)
7114                 goto error;
7115         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7116                 c[i].size = total;
7117                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7118         }
7119         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7120         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7121                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7122         free(c);
7123         return bmap;
7124 error:
7125         isl_basic_map_free(bmap);
7126         return NULL;
7127 }
7128
7129 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7130         __isl_take isl_basic_set *bset)
7131 {
7132         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7133                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7134 }
7135
7136 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7137 {
7138         if (!bmap)
7139                 return NULL;
7140         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7141                 return bmap;
7142         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7143         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7144         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7145         return bmap;
7146 }
7147
7148 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7149 {
7150         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7151                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7152 }
7153
7154 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7155         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7156 {
7157         int i, cmp;
7158         unsigned total;
7159
7160         if (bmap1 == bmap2)
7161                 return 0;
7162         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7163             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7164                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7165         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7166                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7167         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7168                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7169         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7170                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7171         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7172             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7173                 return 0;
7174         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7175                 return 1;
7176         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7177                 return -1;
7178         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7179                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7180         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7181                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7182         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7183                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7184         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7185         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7186                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7187                 if (cmp)
7188                         return cmp;
7189         }
7190         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7191                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7192                 if (cmp)
7193                         return cmp;
7194         }
7195         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7196                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7197                 if (cmp)
7198                         return cmp;
7199         }
7200         return 0;
7201 }
7202
7203 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7204         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7205 {
7206         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7207 }
7208
7209 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7210         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7211 {
7212         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7213                                             (isl_basic_map *)bset2);
7214 }
7215
7216 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7217 {
7218         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7219         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7220
7221         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7222 }
7223
7224 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7225  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7226  * meaning of any possible other copies of map.
7227  */
7228 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7229 {
7230         int i, j;
7231         struct isl_basic_map *bmap;
7232
7233         if (!map)
7234                 return NULL;
7235         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7236                 return map;
7237         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7238                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7239                 if (!bmap)
7240                         goto error;
7241                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7242                 map->p[i] = bmap;
7243         }
7244         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7245         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7246         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7247         if (!map)
7248                 return NULL;
7249         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7250                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7251                         continue;
7252                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7253                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7254                         map->p[j-1] = map->p[j];
7255                 map->n--;
7256         }
7257         return map;
7258 error:
7259         isl_map_free(map);
7260         return NULL;
7261
7262 }
7263
7264 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7265 {
7266         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7267 }
7268
7269 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7270 {
7271         int i;
7272         int equal;
7273
7274         if (!map1 || !map2)
7275                 return -1;
7276
7277         if (map1 == map2)
7278                 return 1;
7279         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7280                 return 0;
7281
7282         map1 = isl_map_copy(map1);
7283         map2 = isl_map_copy(map2);
7284         map1 = isl_map_normalize(map1);
7285         map2 = isl_map_normalize(map2);
7286         if (!map1 || !map2)
7287                 goto error;
7288         equal = map1->n == map2->n;
7289         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7290                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7291                 if (equal < 0)
7292                         goto error;
7293         }
7294         isl_map_free(map1);
7295         isl_map_free(map2);
7296         return equal;
7297 error:
7298         isl_map_free(map1);
7299         isl_map_free(map2);
7300         return -1;
7301 }
7302
7303 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7304 {
7305         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7306 }
7307
7308 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7309 {
7310         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7311                                                 (struct isl_map *)set2);
7312 }
7313
7314 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7315 {
7316         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7317 }
7318
7319 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7320  */
7321 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7322         isl_int min, isl_int max)
7323 {
7324         int k;
7325         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7326
7327         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7328         if (!bset)
7329                 goto error;
7330
7331         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7332         if (k < 0)
7333                 goto error;
7334         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7335         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7336
7337         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7338         if (k < 0)
7339                 goto error;
7340         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7341         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7342
7343         return bset;
7344 error:
7345         isl_basic_set_free(bset);
7346         return NULL;
7347 }
7348
7349 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7350  */
7351 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7352         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7353 {
7354         int i;
7355         unsigned dim;
7356         unsigned nparam;
7357         unsigned extra;
7358         unsigned n_eq;
7359         unsigned n_ineq;
7360         struct isl_basic_set *product = NULL;
7361
7362         if (!list)
7363                 goto error;
7364         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7365         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7366         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7367         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7368         extra = list->p[0]->n_div;
7369         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7370         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7371         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7372                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7373                 isl_assert(list->ctx,
7374                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7375                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7376                 extra += list->p[i]->n_div;
7377                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7378                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7379         }
7380         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7381                                         n_eq, n_ineq);
7382         if (!product)
7383                 goto error;
7384         dim = 0;
7385         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7386                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7387                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7388                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7389         }
7390         isl_basic_set_list_free(list);
7391         return product;
7392 error:
7393         isl_basic_set_free(product);
7394         isl_basic_set_list_free(list);
7395         return NULL;
7396 }
7397
7398 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7399                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7400 {
7401         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7402         struct isl_basic_map *bmap;
7403         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7404         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7405
7406         if (!bmap1 || !bmap2)
7407                 goto error;
7408
7409         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7410                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7411         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7412                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7413
7414         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7415         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7416         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7417         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7418         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7419
7420         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7421         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7422         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7423         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7424         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7425         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7426         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7427         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7428         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7429         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7430         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7431
7432         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7433                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7434                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7435                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7436         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7437         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7438         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7439         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7440 error:
7441         isl_basic_map_free(bmap1);
7442         isl_basic_map_free(bmap2);
7443         return NULL;
7444 }
7445
7446 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7447         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7448 {
7449         isl_basic_map *prod;
7450
7451         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7452         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7453         return prod;
7454 }
7455
7456 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7457         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7458 {
7459         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7460 }
7461
7462 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7463         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7464 {
7465         isl_dim *dim_result = NULL;
7466         isl_basic_map *bmap;
7467         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7468         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7469
7470         if (!bmap1 || !bmap2)
7471                 goto error;
7472
7473         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7474                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7475
7476         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7477         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7478         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7479         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7480
7481         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7482         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7483         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7484         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7485         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7486         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7487         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7488         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7489         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7490         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7491         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7492
7493         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7494                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7495                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7496                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7497         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7498         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7499         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7500         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7501 error:
7502         isl_basic_map_free(bmap1);
7503         isl_basic_map_free(bmap2);
7504         return NULL;
7505 }
7506
7507 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
7508         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7509 {
7510         isl_basic_map *prod;
7511
7512         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
7513         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
7514         return prod;
7515 }
7516
7517 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7518         __isl_take isl_map *map2,
7519         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7520                                            __isl_take isl_dim *right),
7521         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7522                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7523 {
7524         unsigned flags = 0;
7525         struct isl_map *result;
7526         int i, j;
7527
7528         if (!map1 || !map2)
7529                 goto error;
7530
7531         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7532                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7533
7534         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7535             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7536                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7537
7538         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7539                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7540                                 map1->n * map2->n, flags);
7541         if (!result)
7542                 goto error;
7543         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7544                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7545                         struct isl_basic_map *part;
7546                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7547                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7548                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7549                                 isl_basic_map_free(part);
7550                         else
7551                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7552                         if (!result)
7553                                 goto error;
7554                 }
7555         isl_map_free(map1);
7556         isl_map_free(map2);
7557         return result;
7558 error:
7559         isl_map_free(map1);
7560         isl_map_free(map2);
7561         return NULL;
7562 }
7563
7564 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7565  */
7566 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7567 {
7568         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7569 }
7570
7571 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7572  */
7573 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7574         __isl_take isl_map *map2)
7575 {
7576         isl_map *prod;
7577
7578         prod = isl_map_product(map1, map2);
7579         prod = isl_map_flatten(prod);
7580         return prod;
7581 }
7582
7583 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7584  */
7585 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7586 {
7587         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
7588                                                  (struct isl_map *)set2);
7589 }
7590
7591 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7592         __isl_take isl_set *set2)
7593 {
7594         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7595 }
7596
7597 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7598  */
7599 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7600         __isl_take isl_map *map2)
7601 {
7602         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7603                                 &isl_basic_map_range_product);
7604 }
7605
7606 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
7607  */
7608 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7609         __isl_take isl_map *map2)
7610 {
7611         isl_map *prod;
7612
7613         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
7614         prod = isl_map_flatten_range(prod);
7615         return prod;
7616 }
7617
7618 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7619 {
7620         int i;
7621         uint32_t hash = isl_hash_init();
7622         unsigned total;
7623
7624         if (!bmap)
7625                 return 0;
7626         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7627         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7628         if (!bmap)
7629                 return 0;
7630         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7631         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7632         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7633                 uint32_t c_hash;
7634                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7635                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7636         }
7637         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7638         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7639                 uint32_t c_hash;
7640                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7641                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7642         }
7643         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7644         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7645                 uint32_t c_hash;
7646                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7647                         continue;
7648                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7649                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7650                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7651         }
7652         isl_basic_map_free(bmap);
7653         return hash;
7654 }
7655
7656 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7657 {
7658         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7659 }
7660
7661 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7662 {
7663         int i;
7664         uint32_t hash;
7665
7666         if (!map)
7667                 return 0;
7668         map = isl_map_copy(map);
7669         map = isl_map_normalize(map);
7670         if (!map)
7671                 return 0;
7672
7673         hash = isl_hash_init();
7674         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7675                 uint32_t bmap_hash;
7676                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7677                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7678         }
7679
7680         isl_map_free(map);
7681
7682         return hash;
7683 }
7684
7685 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7686 {
7687         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7688 }
7689
7690 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7691  * by the values of the other parameters and variables.
7692  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7693  */
7694 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7695 {
7696         int i;
7697         unsigned nparam;
7698
7699         if (!bset)
7700                 return -1;
7701         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7702         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7703                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7704                         return 1;
7705         return 0;
7706 }
7707
7708 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7709  * by the values of the other parameters and variables.
7710  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7711  * for each of the subsets.
7712  */
7713 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7714 {
7715         int i;
7716
7717         if (!set)
7718                 return -1;
7719         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7720                 int unique;
7721                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7722                 if (unique != 1)
7723                         return unique;
7724         }
7725         return 1;
7726 }
7727
7728 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7729 {
7730         return set ? set->n : 0;
7731 }
7732
7733 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7734         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7735 {
7736         int i;
7737
7738         if (!map)
7739                 return -1;
7740
7741         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7742                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7743                         return -1;
7744
7745         return 0;
7746 }
7747
7748 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7749         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7750 {
7751         int i;
7752
7753         if (!set)
7754                 return -1;
7755
7756         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7757                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7758                         return -1;
7759
7760         return 0;
7761 }
7762
7763 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7764 {
7765         struct isl_dim *dim;
7766
7767         if (!bset)
7768                 return NULL;
7769
7770         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7771         if (!bset)
7772                 return NULL;
7773
7774         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7775         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7776         if (!dim)
7777                 goto error;
7778         isl_dim_free(bset->dim);
7779         bset->dim = dim;
7780         bset->extra -= bset->n_div;
7781         bset->n_div = 0;
7782
7783         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7784
7785         return bset;
7786 error:
7787         isl_basic_set_free(bset);
7788         return NULL;
7789 }
7790
7791 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7792 {
7793         int i;
7794         struct isl_dim *dim;
7795         unsigned n_div;
7796
7797         set = isl_set_align_divs(set);
7798
7799         if (!set)
7800                 return NULL;
7801
7802         set = isl_set_cow(set);
7803         if (!set)
7804                 return NULL;
7805
7806         n_div = set->p[0]->n_div;
7807         dim = isl_set_get_dim(set);
7808         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7809         if (!dim)
7810                 goto error;
7811         isl_dim_free(set->dim);
7812         set->dim = dim;
7813
7814         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7815                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7816                 if (!set->p[i])
7817                         goto error;
7818         }
7819
7820         return set;
7821 error:
7822         isl_set_free(set);
7823         return NULL;
7824 }
7825
7826 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7827 {
7828         struct isl_dim *dim;
7829         struct isl_basic_map *bmap;
7830         unsigned n_set;
7831         unsigned n_div;
7832         unsigned n_param;
7833         unsigned total;
7834         int i, k, l;
7835
7836         set = isl_set_align_divs(set);
7837
7838         if (!set)
7839                 return NULL;
7840
7841         dim = isl_set_get_dim(set);
7842         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7843                 isl_set_free(set);
7844                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7845         }
7846
7847         n_div = set->p[0]->n_div;
7848         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7849         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7850         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7851         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7852         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7853         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7854                 bmap = var_equal(bmap, i);
7855
7856         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7857         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7858                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7859                 if (k < 0)
7860                         goto error;
7861                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7862                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7863                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7864                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7865                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7866                             set->p[0]->div[i][0]);
7867
7868                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7869                 if (l < 0)
7870                         goto error;
7871                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7872                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7873                             set->p[0]->div[i][0]);
7874                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7875         }
7876
7877         isl_set_free(set);
7878         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7879         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7880         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7881 error:
7882         isl_set_free(set);
7883         isl_basic_map_free(bmap);
7884         return NULL;
7885 }
7886
7887 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7888 {
7889         unsigned dim;
7890         int size = 0;
7891
7892         if (!bset)
7893                 return -1;
7894
7895         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7896         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7897         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7898         size += bset->n_div * (2 + dim);
7899
7900         return size;
7901 }
7902
7903 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7904 {
7905         int i;
7906         int size = 0;
7907
7908         if (!set)
7909                 return -1;
7910
7911         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7912                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7913
7914         return size;
7915 }
7916
7917 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7918         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7919 {
7920         int i;
7921         int lower, upper;
7922
7923         if (!bmap)
7924                 return -1;
7925
7926         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7927
7928         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7929
7930         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7931                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7932                         return 1;
7933
7934         lower = upper = 0;
7935         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7936                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7937                 if (sgn > 0)
7938                         lower = 1;
7939                 if (sgn < 0)
7940                         upper = 1;
7941         }
7942
7943         return lower && upper;
7944 }
7945
7946 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7947         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7948 {
7949         int i;
7950
7951         if (!map)
7952                 return -1;
7953
7954         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7955                 int bounded;
7956                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7957                 if (bounded < 0 || !bounded)
7958                         return bounded;
7959         }
7960
7961         return 1;
7962 }
7963
7964 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7965  * and a lower bound.
7966  */
7967 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7968         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7969 {
7970         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7971 }
7972
7973 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7974  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7975  * elements of the array "signs".
7976  * Sign
7977  *      1 means that the variable is non-negative
7978  *      -1 means that the variable is non-positive
7979  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7980  */
7981 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7982         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7983 {
7984         isl_vec *bound = NULL;
7985         struct isl_tab *tab = NULL;
7986         struct isl_tab_undo *snap;
7987         int i;
7988
7989         if (!bset || !signs)
7990                 return -1;
7991
7992         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7993         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7994         if (!bound || !tab)
7995                 goto error;
7996
7997         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7998         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7999
8000         snap = isl_tab_snap(tab);
8001         for (i = 0; i < n; ++i) {
8002                 int empty;
8003
8004                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8005                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8006                         goto error;
8007                 empty = tab->empty;
8008                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8009                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8010                         goto error;
8011
8012                 if (empty) {
8013                         signs[i] = 1;
8014                         continue;
8015                 }
8016
8017                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8018                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8019                         goto error;
8020                 empty = tab->empty;
8021                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8022                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8023                         goto error;
8024
8025                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8026         }
8027
8028         isl_tab_free(tab);
8029         isl_vec_free(bound);
8030         return 0;
8031 error:
8032         isl_tab_free(tab);
8033         isl_vec_free(bound);
8034         return -1;
8035 }
8036
8037 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8038         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8039 {
8040         if (!bset || !signs)
8041                 return -1;
8042         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8043                 return -1);
8044
8045         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8046         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8047 }
8048
8049 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8050  * In particular, for each output dimension, check that there is
8051  * an equality that defines the output dimension in terms of
8052  * earlier dimensions.
8053  */
8054 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8055 {
8056         int i, j;
8057         unsigned total;
8058         unsigned n_out;
8059         unsigned o_out;
8060
8061         if (!bmap)
8062                 return -1;
8063
8064         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8065         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8066         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8067
8068         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8069                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8070                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8071                                 continue;
8072                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8073                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8074                                 break;
8075                 }
8076                 if (j >= bmap->n_eq)
8077                         return 0;
8078         }
8079
8080         return 1;
8081 }
8082
8083 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8084  */
8085 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8086 {
8087         if (!map)
8088                 return -1;
8089         if (map->n == 0)
8090                 return 1;
8091         if (map->n >= 2)
8092                 return 0;
8093
8094         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8095 }
8096
8097 /* Check if the given map is single-valued.
8098  * We simply compute
8099  *
8100  *      M \circ M^-1
8101  *
8102  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8103  */
8104 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8105 {
8106         isl_dim *dim;
8107         isl_map *test;
8108         isl_map *id;
8109         int sv;
8110
8111         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8112         if (sv < 0 || sv)
8113                 return sv;
8114
8115         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8116         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8117
8118         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
8119         id = isl_map_identity(dim);
8120
8121         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8122
8123         isl_map_free(test);
8124         isl_map_free(id);
8125
8126         return sv;
8127 }
8128
8129 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8130 {
8131         int in;
8132
8133         map = isl_map_copy(map);
8134         map = isl_map_reverse(map);
8135         in = isl_map_is_single_valued(map);
8136         isl_map_free(map);
8137
8138         return in;
8139 }
8140
8141 /* Check if the given map is obviously injective.
8142  */
8143 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8144 {
8145         int in;
8146
8147         map = isl_map_copy(map);
8148         map = isl_map_reverse(map);
8149         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8150         isl_map_free(map);
8151
8152         return in;
8153 }
8154
8155 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8156 {
8157         int sv;
8158
8159         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8160         if (sv < 0 || !sv)
8161                 return sv;
8162
8163         return isl_map_is_injective(map);
8164 }
8165
8166 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8167 {
8168         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8169 }
8170
8171 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8172 {
8173         int ok;
8174         isl_set *delta;
8175
8176         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8177         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8178         isl_set_free(delta);
8179
8180         return ok;
8181 }
8182
8183 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8184 {
8185         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8186                 return 0;
8187         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8188                 return 0;
8189         return 1;
8190 }
8191
8192 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8193 {
8194         int i, j;
8195         unsigned nvar;
8196         unsigned ovar;
8197
8198         if (!bset)
8199                 return -1;
8200
8201         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8202                 return 0;
8203
8204         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8205         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8206         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8207                 int lower = 0, upper = 0;
8208                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8209                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8210                                 continue;
8211                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8212                                 return 0;
8213                         break;
8214                 }
8215                 if (i < bset->n_eq)
8216                         continue;
8217                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8218                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8219                                 continue;
8220                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8221                                 return 0;
8222                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8223                                 lower = 1;
8224                         else
8225                                 upper = 1;
8226                 }
8227                 if (!lower || !upper)
8228                         return 0;
8229         }
8230
8231         return 1;
8232 }
8233
8234 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8235 {
8236         if (!set)
8237                 return -1;
8238         if (set->n != 1)
8239                 return 0;
8240
8241         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8242 }
8243
8244 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8245 {
8246         if (!bset)
8247                 return -1;
8248
8249         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8250 }
8251
8252 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8253 {
8254         if (!set)
8255                 return -1;
8256
8257         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8258 }
8259
8260 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8261 {
8262         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8263         if (!bmap)
8264                 return NULL;
8265
8266         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8267         if (!bmap->dim)
8268                 goto error;
8269
8270         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8271
8272         return (isl_basic_set *)bmap;
8273 error:
8274         isl_basic_map_free(bmap);
8275         return NULL;
8276 }
8277
8278 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8279 {
8280         int i;
8281
8282         map = isl_map_cow(map);
8283         if (!map)
8284                 return NULL;
8285
8286         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8287                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8288                 if (!map->p[i])
8289                         goto error;
8290         }
8291         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8292         if (!map->dim)
8293                 goto error;
8294
8295         return (isl_set *)map;
8296 error:
8297         isl_map_free(map);
8298         return NULL;
8299 }
8300
8301 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8302 {
8303         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8304         if (!bset)
8305                 return NULL;
8306
8307         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8308         if (!bset->dim)
8309                 goto error;
8310
8311         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8312
8313         return (isl_basic_map *)bset;
8314 error:
8315         isl_basic_set_free(bset);
8316         return NULL;
8317 }
8318
8319 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8320 {
8321         int i;
8322
8323         if (!set)
8324                 return NULL;
8325
8326         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8327                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8328                         goto error);
8329
8330         set = isl_set_cow(set);
8331         if (!set)
8332                 return NULL;
8333
8334         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8335                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8336                 if (!set->p[i])
8337                         goto error;
8338         }
8339
8340         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8341         if (!set->dim)
8342                 goto error;
8343
8344         return (isl_map *)set;
8345 error:
8346         isl_set_free(set);
8347         return NULL;
8348 }
8349
8350 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8351         enum isl_dim_type type)
8352 {
8353         if (!bmap)
8354                 return NULL;
8355
8356         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8357                 return bmap;
8358
8359         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8360         if (!bmap)
8361                 return NULL;
8362
8363         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8364         if (!bmap->dim)
8365                 goto error;
8366
8367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8368
8369         return bmap;
8370 error:
8371         isl_basic_map_free(bmap);
8372         return NULL;
8373 }
8374
8375 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8376         enum isl_dim_type type)
8377 {
8378         int i;
8379
8380         if (!map)
8381                 return NULL;
8382
8383         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8384                 return map;
8385
8386         map = isl_map_cow(map);
8387         if (!map)
8388                 return NULL;
8389
8390         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8391                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8392                 if (!map->p[i])
8393                         goto error;
8394         }
8395         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8396         if (!map->dim)
8397                 goto error;
8398
8399         return map;
8400 error:
8401         isl_map_free(map);
8402         return NULL;
8403 }
8404
8405 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8406 {
8407         if (!bmap)
8408                 return NULL;
8409
8410         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8411                 return bmap;
8412
8413         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8414         if (!bmap)
8415                 return NULL;
8416
8417         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8418         if (!bmap->dim)
8419                 goto error;
8420
8421         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8422
8423         return bmap;
8424 error:
8425         isl_basic_map_free(bmap);
8426         return NULL;
8427 }
8428
8429 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8430 {
8431         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8432 }
8433
8434 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
8435         __isl_take isl_basic_map *bmap)
8436 {
8437         if (!bmap)
8438                 return NULL;
8439
8440         if (!bmap->dim->nested[1])
8441                 return bmap;
8442
8443         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8444         if (!bmap)
8445                 return NULL;
8446
8447         bmap->dim = isl_dim_flatten_range(bmap->dim);
8448         if (!bmap->dim)
8449                 goto error;
8450
8451         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8452
8453         return bmap;
8454 error:
8455         isl_basic_map_free(bmap);
8456         return NULL;
8457 }
8458
8459 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8460 {
8461         int i;
8462
8463         if (!map)
8464                 return NULL;
8465
8466         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8467                 return map;
8468
8469         map = isl_map_cow(map);
8470         if (!map)
8471                 return NULL;
8472
8473         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8474                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8475                 if (!map->p[i])
8476                         goto error;
8477         }
8478         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8479         if (!map->dim)
8480                 goto error;
8481
8482         return map;
8483 error:
8484         isl_map_free(map);
8485         return NULL;
8486 }
8487
8488 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8489 {
8490         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8491 }
8492
8493 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8494 {
8495         isl_dim *dim, *flat_dim;
8496         isl_map *map;
8497
8498         dim = isl_set_get_dim(set);
8499         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8500         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8501         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8502
8503         return map;
8504 }
8505
8506 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
8507 {
8508         int i;
8509
8510         if (!map)
8511                 return NULL;
8512
8513         if (!map->dim->nested[1])
8514                 return map;
8515
8516         map = isl_map_cow(map);
8517         if (!map)
8518                 return NULL;
8519
8520         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8521                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
8522                 if (!map->p[i])
8523                         goto error;
8524         }
8525         map->dim = isl_dim_flatten_range(map->dim);
8526         if (!map->dim)
8527                 goto error;
8528
8529         return map;
8530 error:
8531         isl_map_free(map);
8532         return NULL;
8533 }
8534
8535 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8536  * and set the dimension specification to "dim".
8537  */
8538 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8539         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8540 {
8541         isl_basic_map *res;
8542
8543         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8544         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8545                 goto error;
8546
8547         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8548                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8549         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8550         res = isl_basic_map_finalize(res);
8551         return res;
8552 error:
8553         free(dim_map);
8554         isl_basic_map_free(bmap);
8555         isl_dim_free(dim);
8556         return NULL;
8557 }
8558
8559 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8560  */
8561 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8562         __isl_take isl_reordering *r)
8563 {
8564         int i;
8565         struct isl_dim_map *dim_map;
8566
8567         map = isl_map_cow(map);
8568         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8569         if (!map || !r || !dim_map)
8570                 goto error;
8571
8572         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8573                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8574
8575                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8576
8577                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8578                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8579
8580                 if (!map->p[i])
8581                         goto error;
8582         }
8583
8584         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8585
8586         isl_reordering_free(r);
8587         free(dim_map);
8588         return map;
8589 error:
8590         free(dim_map);
8591         isl_map_free(map);
8592         isl_reordering_free(r);
8593         return NULL;
8594 }
8595
8596 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8597         __isl_take isl_reordering *r)
8598 {
8599         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8600 }
8601
8602 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8603         __isl_take isl_dim *model)
8604 {
8605         isl_ctx *ctx;
8606
8607         if (!map || !model)
8608                 goto error;
8609
8610         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8611         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8612                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8613                         "model has unnamed parameters", goto error);
8614         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8615                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8616                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8617         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8618                 isl_reordering *exp;
8619
8620                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8621                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8622                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8623                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8624                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8625                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8626                 map = isl_map_realign(map, exp);
8627         }
8628
8629         isl_dim_free(model);
8630         return map;
8631 error:
8632         isl_dim_free(model);
8633         isl_map_free(map);
8634         return NULL;
8635 }
8636
8637 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8638         __isl_take isl_dim *model)
8639 {
8640         return isl_map_align_params(set, model);
8641 }
8642
8643 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8644                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8645                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8646                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8647 {
8648         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8649         struct isl_mat *mat;
8650         int i, j, k;
8651         int pos;
8652
8653         if (!bmap)
8654                 return NULL;
8655         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8656                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8657         if (!mat)
8658                 return NULL;
8659         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8660                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8661                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8662                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8663                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8664                                             bmap->eq[i][off + k]);
8665                                 ++pos;
8666                         }
8667                 }
8668
8669         return mat;
8670 }
8671
8672 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8673                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8674                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8675                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8676 {
8677         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8678         struct isl_mat *mat;
8679         int i, j, k;
8680         int pos;
8681
8682         if (!bmap)
8683                 return NULL;
8684         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8685                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8686         if (!mat)
8687                 return NULL;
8688         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8689                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8690                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8691                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8692                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8693                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8694                                 ++pos;
8695                         }
8696                 }
8697
8698         return mat;
8699 }
8700
8701 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8702         __isl_take isl_dim *dim,
8703         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8704         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8705         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8706 {
8707         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8708         isl_basic_map *bmap;
8709         unsigned total;
8710         unsigned extra;
8711         int i, j, k, l;
8712         int pos;
8713
8714         if (!dim || !eq || !ineq)
8715                 goto error;
8716
8717         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8718                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8719                         "equalities and inequalities matrices should have "
8720                         "same number of columns", goto error);
8721
8722         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8723
8724         if (eq->n_col < total)
8725                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8726                         "number of columns too small", goto error);
8727
8728         extra = eq->n_col - total;
8729
8730         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8731                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8732         if (!bmap)
8733                 goto error;
8734         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8735                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8736                 if (k < 0)
8737                         goto error;
8738                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8739         }
8740         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8741                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8742                 if (l < 0)
8743                         goto error;
8744                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8745                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8746                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8747                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8748                                             eq->row[i][pos]);
8749                                 ++pos;
8750                         }
8751                 }
8752         }
8753         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8754                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8755                 if (l < 0)
8756                         goto error;
8757                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8758                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8759                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8760                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8761                                             ineq->row[i][pos]);
8762                                 ++pos;
8763                         }
8764                 }
8765         }
8766
8767         isl_dim_free(dim);
8768         isl_mat_free(eq);
8769         isl_mat_free(ineq);
8770
8771         return bmap;
8772 error:
8773         isl_dim_free(dim);
8774         isl_mat_free(eq);
8775         isl_mat_free(ineq);
8776         return NULL;
8777 }
8778
8779 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8780         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8781         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8782 {
8783         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8784                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8785 }
8786
8787 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8788         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8789         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8790 {
8791         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8792                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8793 }
8794
8795 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8796         __isl_take isl_dim *dim,
8797         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8798         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8799 {
8800         return (isl_basic_set*)
8801             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8802                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8803 }
8804
8805 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8806 {
8807         if (!bmap)
8808                 return -1;
8809
8810         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8811 }
8812
8813 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8814 {
8815         if (!map)
8816                 return -1;
8817
8818         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8819 }
8820
8821 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8822  * (A -> C) -> (B -> D).
8823  */
8824 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8825 {
8826         unsigned pos;
8827         unsigned n1;
8828         unsigned n2;
8829
8830         if (!bmap)
8831                 return NULL;
8832
8833         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8834                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8835                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8836         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8837                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8838         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8839         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8840         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8841         if (!bmap)
8842                 return NULL;
8843         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8844         if (!bmap->dim)
8845                 goto error;
8846         return bmap;
8847 error:
8848         isl_basic_map_free(bmap);
8849         return NULL;
8850 }
8851
8852 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8853  * (A -> C) -> (B -> D).
8854  */
8855 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8856 {
8857         int i;
8858
8859         if (!map)
8860                 return NULL;
8861
8862         if (!isl_map_can_zip(map))
8863                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8864                         goto error);
8865
8866         map = isl_map_cow(map);
8867         if (!map)
8868                 return NULL;
8869
8870         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8871                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8872                 if (!map->p[i])
8873                         goto error;
8874         }
8875
8876         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8877         if (!map->dim)
8878                 goto error;
8879
8880         return map;
8881 error:
8882         isl_map_free(map);
8883         return NULL;
8884 }
8885
8886 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
8887  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
8888  */
8889 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
8890 {
8891         int k;
8892         int pos;
8893         isl_local_space *ls;
8894         isl_basic_map *bmap;
8895
8896         if (!aff)
8897                 return NULL;
8898
8899         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
8900         ls = isl_local_space_from_domain(ls);
8901         ls = isl_local_space_add_dims(ls, isl_dim_out, 1);
8902         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
8903         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
8904         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8905         if (k < 0)
8906                 goto error;
8907
8908         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8909         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
8910         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
8911         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
8912                     aff->v->size - (pos + 1));
8913
8914         isl_aff_free(aff);
8915         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8916         return bmap;
8917 error:
8918         isl_aff_free(aff);
8919         isl_basic_map_free(bmap);
8920         return NULL;
8921 }
8922
8923 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
8924  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
8925  * where each coordinate in the range is prescribed by the
8926  * corresponding affine expression.
8927  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
8928  * domain_dim.
8929  */
8930 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
8931         __isl_take isl_dim *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
8932 {
8933         int i;
8934         isl_dim *dim;
8935         isl_basic_map *bmap;
8936
8937         if (!list)
8938                 return NULL;
8939
8940         dim = isl_dim_from_domain(domain_dim);
8941         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
8942
8943         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8944                 isl_aff *aff;
8945                 isl_basic_map *bmap_i;
8946
8947                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
8948                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
8949
8950                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
8951         }
8952
8953         isl_aff_list_free(list);
8954         return bmap;
8955 }